İçerik
Kırmızıdan menekşe dalga boylarına güneş radyasyonu, elektrik oluşturmak için yeterli enerjiye sahip güneş pilini patlatır. Ancak güneş pilleri her türlü ışığa cevap vermez. Kızılötesi spektrumdaki dalga boyları, güneş hücresinin silikonundaki elektronları serbest bırakmak için gereken elektrik enerjisini, elektrik akımını üreten etkiyi çok azdır. Ultraviyole dalga boyları çok fazla enerjiye sahiptir. Bu dalga boyları bir hücrenin verimliliğini azaltabilecek şekilde basitçe ısı oluşturur. Güneş pilleri, yararlı miktarlarda elektrik üretmek için ışık spektrumunda belirli dalga boylarına ihtiyaç duyar.
Güneş Pili Anatomisi
Bir güneş veya fotovoltaik hücre, iki katmanlı bir silikon sandviçtir; N tipi olarak adlandırılan bir katman, malzemeye negatif bir elektrik yükü vermek için arsenik gibi elementlerin izlerini içerir; P tipi olarak adlandırılan ikinci katman, pozitif yük veren diğer elemanlarla bağlanır. Elektriksel olarak, iki taraf bir bataryanın terminalleri gibi çalışır; bir devreye bağlandığında, bir elektrik akımı, pozitif taraftan, devre bileşenlerinden ve güneş hücresinin negatif tarafına akar. Bazı güneş pilleri kristal biçiminde silikon kullanır; diğerleri ise amorf veya cam benzeri bir silikon kullanır. Kristalin silikon ışığı dönüştürmede daha etkili olma eğilimindedir, ancak amorf tipten daha fazla maliyetlidir.
Parlaklığın Etkisi
Parlaklık veya parlaklık, güneş pili üzerinde parlayan ışık miktarıdır. Tamamen karanlıkta, bir hücre elektrik üretmez. Işık miktarı arttıkça, hücrenin akımı da artar. Bununla birlikte, belirli bir parlaklık seviyesinde, hücrenin çıktısı bir sınıra ulaşır; bu noktanın ötesinde, daha fazla ışık ek bir akım vermez. Bir güneş pilinin spesifikasyonları, doğrudan parlak güneş ışığı altında hücrenin çıkışı olan nominal voltaj ve akım derecesini içerir. Bir güneş pilinden en fazla verimi almak için, güneşe mümkün olduğunca doğrudan bakması önemlidir. Örneğin bir güneş paneli kurulumcusu, güneş ışınlarının çoğunu yakalayan bir açıyla bir panel monte edecektir. Açı, yeryüzünde bulunduğunuz yere göre değişir: ekvatordan ne kadar kuzeye veya güneye, açı o kadar dik olur. Bazı güneş enerjisi "çiftlikleri", güneşin gökyüzünde günlük hareketini izleyen, devrilen bir mekanizmaya sahip panellere sahiptir.
Spektrum, Dalga Boyu ve Renk
Görünür ışık, radyo dalgaları, ultraviyole ve X ışınları da içeren bir enerji şekli olan elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Görülebilir ışıkta bulunan gökkuşağının renkleri farklı dalga boylarını temsil eder; kırmızı rengin dalga boyu, örneğin yaklaşık 700 nanometre veya bir metrenin milyardasıdır ve 400 nanometre menekşe için dalga boyudur. Güneş hücreleri, insan gözü tarafından tespit edilen dalga boylarının çoğuna cevap verir.
Güneş ışığı veya yapay ışık
Güneş enerjili cihazlar için çoğu kullanım açık havada veya uzayda olduğundan, güneş pilleri genellikle doğal güneş ışığı ile iyi çalışır. Akkor ve flüoresan ampuller gibi yapay ışık kaynakları Güneş'in spektrumunu taklit ettiğinden, güneş hücreleri de iç mekanlarda çalışarak hesap makineleri ve saatler gibi küçük cihazlara güç sağlar. Lazerler ve neon lambalar gibi diğer yapay kaynaklar çok sınırlı renk spektrumuna sahiptir; güneş pilleri, ışıklarıyla etkili bir şekilde çalışmayabilir.