Loisirs et Intérêts
cellules solaires fonctionnent sur la base des propriétés des matériaux semi-conducteurs . Le silicium et autres matériaux semi-conducteurs ont des liaisons atomiques très stables avec aucun des électrons libres . Ingénieurs rendent ces composés impurs par les dopant avec des quantités connues d'autres éléments . Ces impuretés créent des régions de matériau avec des électrons supplémentaires , appelés matériau de type n , et des régions avec des trous d'électrons , appelés matériau de type p . Lorsque ces deux matériaux sont mis ensemble , une région limite appelée une forme de jonction pn . La jonction pn garde porteurs de charge de se déplacer vers l'autre matériau . Quand une quantité suffisante de source d'alimentation externe est appliquée à la jonction , cependant, le semi-conducteur se met à conduire l'électricité. Dans une cellule solaire , les photons de la lumière exciter les particules dans la jonction pn , permettant un flux de courant à travers la cellule .
Longueur d'onde et de l'énergie
pas toute la lumière a la même quantité d'énergie . L'énergie des photons est mesurée en électrons-volts , ou eV , ce qui est la quantité d'énergie que l'on a lorsque électrons se déplaçant dans un champ électrique d'un volt . Pour générer un courant dans une cellule solaire à base de silicium , un photon doit avoir au moins 1,12 eV d'énergie. Cette énergie va exciter un électron dans l'atome de silicium , ce qui crée plusieurs porteurs de charges dans le semi-conducteur . Photons d'un état d'énergie supérieur à 1,12 eV seront exciter les électrons , mais le reste de l'énergie vont chauffer la cellule solaire . De même , les photons avec moins de 1,12 eV d'énergie ne pourront chauffer la cellule . La longueur d'onde de la lumière qui a l'énergie idéale est dans le spectre infrarouge . Longueurs d'onde de la lumière n'ont pas suffisamment d'énergie pour exciter les électrons de silicium .
Ampoules à incandescence Vs . La lumière du soleil
le soleil et les ampoules à incandescence émettent des photons avec assez d'énergie pour créer un courant dans une cellule solaire . La température à la fois du soleil et des ampoules à incandescence est directement liée à sa puissance émise à différentes longueurs d'onde . Le soleil , à près de 6.000 kelvins ( environ 10 340 degrés Fahrenheit ) , émet plus de sa puissance dans le spectre de lumière visible . La lumière moyenne atteignant l'atmosphère de la Terre du soleil a une puissance d'environ 1360 watts par mètre carré . En revanche, la plupart des lampes à incandescence émettent de la lumière de l'ordre de 40 à 100 watts. Les filaments d'ampoules à incandescence rayonnent autour de 3000 kelvins (environ 4940 degrés Fahrenheit) et aussi émettent l'essentiel de leur énergie dans le spectre de lumière visible . La différence de puissance signifie qu'il ya moins de photons émis par une ampoule à incandescence de sont disponibles dans la lumière du soleil .
Inconvénients à utiliser incandescente
En plus de la puissance drastique différences entre la lumière du soleil et de la lumière à incandescence , les lampes à incandescence consomment également pouvoir utiliser . Sauf l'ampoule est déjà utilisé pour autre chose - éclairage de la pièce , par exemple - pour charger une batterie solaire , il serait très inefficace . Si vous deviez utiliser une ampoule à incandescence pour alimenter la même cellule solaire à partir de laquelle il tire son alimentation , le circuit finirait par perdre la puissance dont il a besoin pour fonctionner.