Güneş Pili Nedir? Ve Çalışma Prensibi

Güneş Pili Nedir? Ve Çalışma Prensibi

Güneş pilleri pratikte birçok kullanıma sahiptir. Özellikle yüksek dağ, açık deniz adaları ya da hava etkinlikleri gibi şebeke elektriğinin zor olduğu bölgeler için uygundur; Dünya yörüngesinde, el bilgisayarlarında, uzaktaki telefonlarda, su pompalama ekipmanlarında, vb.

Güneş pili nedir? Nasıl çalışır?

Güneş pilleri ( güneş pili / fotovoltaik hücreler) güneş enerjisini (fotovoltaik) fotovoltaik etkiye dayalı olarak doğrudan elektrik enerjisine (elektrik) dönüştüren cihazlardır . Fotovoltaik etki, madde ile aydınlatıldığında elektronları (elektronları) yayma yeteneğidir. Güneş panelleri, güneş ışığını toplayan ve elektriğe çeviren geniş yüzey panelleri, güneş ışığından elektrik üretme sürecini gerçekleştiren birçok fotovoltaik hücreden oluşur.

Yarı iletkenler

Silikon yarı iletken olarak bilinir. “Yarıiletkenler iletkenler ve izolatörler arasındaki ara maddelerdir. Yarı iletken düşük sıcaklıkta bir yalıtkan gibi davranır ve oda sıcaklığında elektrik iletir.” Bu özelliklerle, silikon güneş pilleri yapısında önemli bir bileşendir. Silikon sınırlı elektrik iletkenliğine sahiptir, ancak yarı iletken üretim için uygun olan kristal yapıya sahiptir. Silikon atomu yükü fakat bu nedenle diğer atomlarla sopa gerekli elektron sadece yarısı sayıda elektrik yükünü nötralize denemek için bir silikon atomuna dış kabuk nötralize etmek için 4 elektron gerekir.
Silikonun iletkenliğini arttırmak için, bilim adamları bunu diğer materyallerle birleştirerek ” bozmuştur “. Bu işlem ” doping ” olarak adlandırılır ve katışıklarla katkılı silikon daha fazla serbest elektron ve delik üretir . Her biri başka bir malzeme ile takviyeli iki parçalı bir silikon yarı iletken. İlk kısım fosfor ile karıştırılır, fosforun şarjını nötralize etmek için 5 elektron ve kabuğunda 5 elektron ihtiyacı vardır. Silikon ile kombine edildiğinde, bir elektron fazla olacaktır. Elektronlar negatif yük ile karakterize edilir, bu nedenle bu bölüme N tipi silikon denir. P-tipi silikon oluşturmak için, bilim adamları silikonları bor ile birleştirdi. Bor, yükü nötralize etmek için sadece üç elektron gerektirir ve silikon ile kombine edildiğinde elektronlarla doldurulması gereken delikler oluşturur.

Yarı iletkenler

Silikon yarı iletken olarak bilinir. “Yarıiletkenler iletkenler ve izolatörler arasındaki ara maddelerdir. Yarı iletken düşük sıcaklıkta bir yalıtkan gibi davranır ve oda sıcaklığında elektrik iletir.” Bu özelliklerle, silikon güneş pilleri yapısında önemli bir bileşendir. Silikon sınırlı elektrik iletkenliğine sahiptir, ancak yarı iletken üretim için uygun olan kristal yapıya sahiptir. Silikon atomu yükü fakat bu nedenle diğer atomlarla sopa gerekli elektron sadece yarısı sayıda elektrik yükünü nötralize denemek için bir silikon atomuna dış kabuk nötralize etmek için 4 elektron gerekir.
Silikonun iletkenliğini arttırmak için, bilim adamları bunu diğer materyallerle birleştirerek ” bozmuştur “. Bu işlem ” doping ” olarak adlandırılır ve katışıklarla katkılı silikon daha fazla serbest elektron ve delik üretir . Her biri başka bir malzeme ile takviyeli iki parçalı bir silikon yarı iletken. İlk kısım fosfor ile karıştırılır, fosforun şarjını nötralize etmek için 5 elektron ve kabuğunda 5 elektron ihtiyacı vardır. Silikon ile kombine edildiğinde, bir elektron fazla olacaktır. Elektronlar negatif yük ile karakterize edilir, bu nedenle bu bölüme N tipi silikon denir. P-tipi silikon oluşturmak için, bilim adamları silikonları bor ile birleştirdi. Bor, yükü nötralize etmek için sadece üç elektron gerektirir ve silikon ile kombine edildiğinde elektronlarla doldurulması gereken delikler oluşturur.

Enerjiye silisyum yarı iletken maruz elektrot N serbest elektronların sonra elektrot S. içindeki boşlukları doldurmak için hareket edecek olduğunda, elektrot N ve P elektronlar birlikte elektrotlar elektrik alanı oluştur. Güneş pilleri bir diyot haline gelecek ve elektronların P-elektrotlardan N-elektrotlara geçmesine izin verecek ve bu sayede geriye doğru hareket etmeyeceklerdir. Tabii ki, prosesi aktive etmek için silikon hücrelerle temas enerjisi gerekir. Güneş ışığı , güneşten yayılan fotonlar olarak adlandırılan küçük parçacıklardan, güneş pilleriyle temas edebilecek küçük enerji parçacıklarından oluşur ve N-terminalindeki elektronların bağlarını gevşetir. elektrot elentron hareket serbestliği N P elektrotlara bir elektrik akımı üretmek. Elektrik alanı oluşturulduktan sonra, tek yapmamız gereken toplamak ve kullanılabilir elektriğe dönüştürmektir. Bir frekans doğrudan akım (DC), enerji elektrik akımı dönüştürecek güneş hücresine bağlı olduğu alternatif akım (AC). AC güç, her yerde kullandığımız akımdır.

Mevcut güneş pilleri hala etkisiz

Güneş ışığını elektriğe çeviren teknolojiler hala etkisizdir. Güneş panelleri güneş ışığının tüm enerjisini ememez. Genel olarak, günümüzde en iyi güneş pilleri, aldıkları enerjinin sadece% 25’ini elektriğe aktarabilirler. Neden? Gerçek şu ki, diğer tüm ışık türleri gibi güneş ışığı, her biri farklı bir yoğunluğa sahip farklı dalga boylarında bir spektrum içerir. Aşırı dalga boyları elektronları serbest bırakamaz ve bazı dalga boyları silikon için çok güçlüdür. Ayrıca, güneş panelleri çok özel yerlerde yerleştirilmelidir. Güneş panellerinin açısı güneş ışığı miktarını en üst düzeye çıkarmak için hesaplanmalıdır ve elbette güneş panelleri sadece çok fazla güneş ışığı alan yerlere yerleştirildiyse faydalıdır. Güneş panellerini daha az güneş ışığı alan yerlere yerleştirmek onları saçma ve pahalı sanat eserlerine dönüştürecek.

Siyah silikon güneş endüstrisinde devrim yaratabilir

Bilim adamları hala daha verimli güneş panelleri geliştirmek için çalışıyorlar. Kadmiyumdan yapılan ince film güneş pilleri, silikon hücrelerden çok daha incedir ve daha iyi emilim kapasitesine sahiptir. Ancak günümüzde, toplanan enerjiyi kadmiyum güneş pilinin enerjisine çevirme yeteneği hala zayıftır. Ancak, bilim adamları bu tip bir güneş pili hakkında daha çok çalışmak istiyorlar çünkü ucuz ve kullanışlı boyuttadırlar. Bahsedilmesi gereken en önemli yeniliklerden biri ” silikon siyahı ” dır. Siyahsilikon, siyah bir yüzeye sahip olacak şekilde işlenmiş bir silisyumdur, çünkü siyah daha iyi ışığı emer. Siyah silikon, özellikle güneş ışığına maruz kalan veya düşük ışıkta güneş ışığına maruz kalan bölgelerde daha fazla emilebilir güneş hücresi üretecektir. Şu andaki en büyük dezavantaj, yüzey alanını artıran ve elektronların rekombinasyonunu arttıran silikonun karartılmasıdır. Serbest elektronlar, elektrik üretmek için başka bir atomla birleşmek için hareket etmekten ziyade silikon hücreleriyle rekombinasyonu arayacaklardır.

Siyah silikon araştırmalar halen devam ediyor. Son zamanlarda, Finli bilim adamları rekombinasyon vakalarını azaltmanın bir yolunu bulmuş ve güneş ışığını elektriğe çevirme yeteneğini% 22,1’e çıkarmıştır. Bu dönüşüm seviyesi henüz tipik bir silikon değildir, ancak gelecekte de kesinlikle iyileşecektir.