Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Energi

Hvilken slags lys har en solcelle brug for?

Solstråling i de røde til violette bølgelængder sprænger en solcelle med tilstrækkelig energi til at skabe elektricitet. Men solceller reagerer ikke på alle former for lys. Bølgelængder i det infrarøde spektrum har for lidt af den energi, der er nødvendig for at spole elektroner løs i solcellerens silicium, den effekt, der producerer elektrisk strøm. Ultraviolette bølgelængder har for meget energi. Disse bølgelængder skaber simpelthen varme, hvilket kan reducere en celle effektivitet. Solceller kræver bestemte bølgelængder i lysspektret for at generere nyttige mængder af elektricitet.

Anatomi af en solcelle

En sol- eller solcellecelle er en tolags sandwich af silicium; Et lag, kaldet N-type, indeholder spor af elementer som arsen for at give materialet en negativ elektrisk ladning; Det andet lag, kaldet P-type, er snoet med andre elementer, der giver en positiv ladning. Elektrisk fungerer de to sider som klemmer på et batteri; Når der tilsluttes et kredsløb, strømmer en elektrisk strøm fra den positive side gennem kredsløbskomponenterne og til solcellernes negative side. Nogle solceller bruger silicium i krystalform; andre bruger et amorft eller glaslignende silicium. Krystallinsk silicium har tendens til at være mere effektiv til at konvertere lys, men koster mere end den amorfe type.

Effekt af lysstyrke

Lysstyrke eller lysstyrke er mængden af ​​lys, der skinner på en solcelle. I totalt mørke producerer en celle ingen elektricitet. Når mængden af ​​lys stiger, gør det også cellens nuværende. På et vist niveau af lysstyrke når celleproduktionen imidlertid en grænse; ud over dette punkt giver mere lys ingen yderligere strøm. En solcelle specifikationer omfatter en nominel spænding og strøm rating, som er celleens output under direkte lyse solskin. For at få mest udbytte fra en solcelle er det vigtigt at se det direkte mod solen så direkte som muligt. En solpanelinstallatør vil f.eks. Montere et panel i en vinkel, der fanger de fleste af solens stråler. Vinklen afhænger af, hvor du er placeret på jorden: jo længere nord eller syd er du fra ækvator, jo stejlere vinklen. Nogle solkraft "gårde" har paneler på en mekanisme, der vipper og sporer solens daglige bevægelse på himlen.

Spektrum, bølgelængde og farve

Synligt lys er en del af det elektromagnetiske spektrum, en form for energi, der også omfatter radiobølger, ultraviolet og røntgenstråler. Regnbuens farver indeholdt i synligt lys repræsenterer forskellige bølgelængder; bølgelængden af ​​den røde farve er for eksempel ca. 700 nanometer eller milliarder af en meter, og 400 nanometer er bølgelængden for violet. Solceller reagerer på mange af de samme bølgelængder detekteres af det menneskelige øje.

Sollys eller kunstigt lys

Solceller fungerer generelt godt med naturligt sollys, da de fleste anvendelser til soldrevne enheder er udendørs eller i rummet. Fordi kunstige kilder til lys som glødelamper og fluorescerende pærer efterligner solens spektrum, kan solceller også fungere indendørs, der driver små enheder som kalkulatorer og ure. Andre kunstige kilder som lasere og neonlamper har meget begrænsede farvespektre; solceller fungerer muligvis ikke så effektivt med deres lys.

Klik for at udvide hele teksten