Effekten av Wavelength på solceller

Solceller slår elektromagnetisk stråling til elektrisk energi. Når fotoner av lys blir absorbert, opphisse de elektronene så de slipper unna sine vanlige stillinger for å utgjøre en del av en elektrisk strøm. Endrer bølgelengden til lyset påvirker omdannelseseffektiviteten.

Egenskaper

Når orbitaler på ulike atomer av silisium overlapping, kombinere de å danne molekylorbitalene. De molekylorbitalene okkupert av elektroner kalles valensbåndet, mens ledig orbitaler er ledningsbåndet. Forskjellen i energi mellom den høyeste okkuperte molekylorbital (HOMO) og den laveste ledig molekylorbital (LUMO) kalles båndgapet. For at en innkommende foton av lys for å banke en elektron fra valensbåndet til ledningsbåndet, må den ha en energi som er lik eller større enn den energiforskjellen som svarer til bandet gapet.

Funksjon

Energien til et foton av lys er lik h (c / λ), hvor λ er bølgelengden, c er lysets hastighet, og h er Plancks konstant. lys kortere bølgelengde har høyere energi. Dersom et foton har utilstrekkelig energi til å slå et elektron fra valens til ledningsbåndet, er det ikke absorbert. Hvis lyset har mer energi enn nødvendig, blir det overskytende energien utsvevende som varme.

effekter

Nettoeffekten er at omdannelseseffektiviteten --- lysmengden energi omdannes til elektrisitet --- forandrer seg med bølgelengde. Konverteringen energi er høyest for bølgelengder av lys som har akkurat nok energi til å eksitere et elektron inn i band gap. Andre bølgelengder har en lavere omdannelseseffektiviteten.