Hva Lys Wave Har solpaneler bruke?

Konvertering lysbølger til elektrisitet er den grunnleggende funksjon av photovoltaic (PV) celler i solcellepaneler. Forstå hva lysbølge PV celler bruker innebærer både generell kunnskap om solens spektrum og bakgrunnskunnskap for PV-effekten, som gjør elektrisk konvertering mulig. Spekteret av nyttig lys varierer basert på det ledende materiale av PV.

PV Effect

PV-effekten skjer når lysbølger treffer en solcelle. Denne effekten ble oppdaget i 1954 av Bell Telefon forskere, som nevnt av National Renewable Energies Laboratory (NREL). De fant at silisium, når de utsettes for sollys, oppretter en elektrisk ladning. I utgangspunktet skjer dette fordi en halvleder (for eksempel silisium) junction pauser. Dette frigjør elektroner, og muliggjør en elektrisk strøm. Mange forskjellige former for solcellepaneler og tynn film PV har utviklet seg, selv om de grunnleggende kraftdannende mekanisme er den samme.

Solar Basics Spectrum

Solar lysbølger spenner fra bittesmå ultrafiolette bølger til relativt store infrarøde seg. Bølgelengde måles fra kam til kam eller trau til trau på en enkelt bølge. Ultrafiolett bølger er på den lille enden av solens spektrum mens Infrarød er på den største enden. Alt i mellom er i den synlige delen. Ultrafiolett bølger kan variere fra ca 3 nanometer (nm) til 300 nm i lengde. For skala, er en nanometer tilsvarer en milliarddel av en meter. Infrarøde bølgene er omtrent 750 nm til 1000 nm. Den topp effektivitet bølgelengde (r) være forskjellig for solceller, avhengig av type og anordning av halvledende materialer.

Tradisjonelle ledende materialer

Amorfe silisium er den tradisjonelle halvledende materiale som brukes i solcellepaneler. Det benytter den synlige delen av solspekteret. Dette parti er bare omtrent syv prosent av hele spekteret. På grunn av den ustrukturerte arten av amorft materiale, og silisium er stablet og krystallisert inn i monokrystallinske og polykrystallinske former for å øke effektiviteten.

Utradisjonell ledende materialer

Tynnfilmteknologier og solcellepaneler nå bruke halvledende materialer som kobber indium diselenide som kan bruke høyere energi deler av solspekteret. Høyere energibølgelengder finnes i det ultrafiolette spektrum. Kadmium Telluride (CdTe), en annen leder, er "matchet nesten perfekt til solens spektrum" i henhold til US Department of Energy (DOE). Dette betyr at den utnytter de bruker det parti av spekteret med høyest energier. Nettstedet påpeker også at forskning er fokusert på "... å utforske innovative transparent gjennomføre oksider som gir mer lys inn i cellen for å bli absorbert ..."

Galliumarsenid (GaAs) er nok en dirigent brukes i solcellepaneler. Det banker på GaAs er ofte at det savner ut på en god del av de høye energi fotoner på den nedre enden av solens spektrum i forhold til CdTe.

Multijunction Thin Film og paneler

Fremtiden for PV kan faktisk være i å kombinere halvledende materialer på en måte som tillater dem å effektivt bruke alle deler av solspekteret. DOE påpeker at en galliumindiumfosfid / galliumarsenid tandem solcelle produsert en konsentrator celle med "effektivitet større enn 30 prosent", og kaller dette en "viktig milepæl" av National Renewable Energy Laboratories (NREL) PV program.