Solceller arbejde baseret på egenskaberne af halvledermaterialer . Silicium og andre halvledermaterialer har meget stabile atomare obligationer med nogen frie elektroner. Ingeniører gør disse forbindelser uren ved doping dem med kendte mængder af andre elementer. Disse urenheder skabe områder af materiale med ekstra elektroner , kaldet n-type materiale , og regioner med elektron huller , kaldet p -type materiale . Når disse to materialer er sat sammen , en grænse region kaldes en pn junction former. Den pn junction holder ladningsbærere i at bevæge sig over på den anden materiale. Når der påføres en tilstrækkelig mængde af ekstern strøm til krydset imidlertid halvleder begynder at lede strøm . I en solcelle, fotoner fra lys ophidse partikler i pn junction , så en strøm til at flyde over cellen .
Bølgelængde og Energi
Ikke alt lys har den samme mængde energi. Energien af fotoner måles i elektronvolt eller eV , som er den mængde af energi, som en elektron har når man bevæger sig i et elektrisk felt på én volt . For at generere en strøm i en silicium - baseret solcelle, skal en foton have mindst 1,12 eV energi. Denne energi vil begejstre en elektron i silicium atom , skabe flere ladningsbærere i halvlederindustrien . Fotoner med en højere energitilstand end 1,12 eV excitere elektroner , men resten af energien vil opvarme solcelle. Ligeledes vil fotoner med mindre end 1,12 eV energi kun opvarme cellen. Lysets bølgelængde , der har den ideelle energi er i det infrarøde spektrum . Længere bølgelængder af lys ikke har tilstrækkelig energi til at hidse silicium elektroner.
Glødepærer Vs. Sollys
Både solen og glødepærer udsender fotoner med tilstrækkelig energi til at skabe strøm i en solcelle. Temperaturen af både sol og glødepærer er direkte relateret til dets udsendte effekt ved forskellige bølgelængder. Solen , på næsten 6.000 kelvin (ca. 10.340 grader Fahrenheit ) , udsender det meste af sin magt i det synlige lysspektrum . Den gennemsnitlige lys, der når Jordens atmosfære fra solen har en effekt på omkring 1.360 watt per kvadratmeter. Derimod fleste glødepærer udsender lys i størrelsesordenen 40 til 100 watt. De filamenter af glødepærer udstråle på omkring 3.000 kelvin (ca. 4.940 grader Fahrenheit) og udsender også det meste af deres magt i det synlige lysspektrum . Forskellen i magt betyder, at der er færre fotoner , der udsendes af en glødepære , end der findes i sollys.
Ulemper ved at bruge glødepæren
Ud over den drastiske effekt forskelle mellem sollys og glødelamper , elpærer også forbruge magt til at bruge . Medmindre pæren allerede bliver brugt til noget andet - rumbelysning, for eksempel - at oplade et sol- batteri med det ville være meget ineffektiv . Hvis du skulle bruge en glødepære til magten samme solcellen hvorfra det trækker strøm , vil kredsløbet i sidste ende mister den strøm, den behøver for at fungere .
Hoteltilbud