Güneş panelleri nasıl çalışır?

Bu alternatif enerji kaynaklarının çalışmasını sağlayan nedir?

    Güneş panelleri çatıları ve yol kenarındaki işaretleri taçlandırıyor ve uzay aracının güçlenmesine yardımcı oluyor. Ancak güneş panelleri nasıl çalışır?

    Basitçe söylemek gerekirse, bir güneş paneli , Minnesota Duluth Üniversitesi'ne göre fotonların veya ışık parçacıklarının elektronları atomlardan arındırmasına izin vererek bir elektrik akışı oluşturarak çalışır. Güneş panelleri aslında fotovoltaik hücreler adı verilen daha küçük birimlerden oluşur - bu, güneş ışığını elektriğe dönüştürdükleri anlamına gelir. Birbirine bağlı birçok hücre bir güneş paneli oluşturur.

    Her bir fotovoltaik hücre temel olarak iki dilim yarı iletken malzemeden oluşan bir sandviçtir. Proceedings Ulusal Lisansüstü Konferansı 2012'ye göre, fotovoltaik hücreler genellikle mikroelektronikte kullanılan silikondan yapılır.

    Fotovoltaik hücrelerin çalışması için bir elektrik alanı oluşturması gerekir. Zıt kutuplar nedeniyle oluşan bir manyetik alan gibi , zıt yükler ayrıldığında bir elektrik alanı oluşur. Bu alanı elde etmek için üreticiler silikonu diğer malzemelerle "uyuşturur" ve sandviçin her bir dilimine pozitif veya negatif bir elektrik yükü verir.

    American Chemical Society'ye göre, özellikle silikonun üst tabakasına fosfor ekiyorlar, bu katmana negatif yüklü ekstra elektronlar ekler. Bu arada, alt tabaka bir doz bor alır , bu da daha az elektron veya pozitif yük ile sonuçlanır. Tüm bunlar, silikon katmanlar arasındaki bağlantı noktasında bir elektrik alanı oluşturur. Ardından, bir güneş ışığı fotonu bir elektronu serbest bıraktığında, elektrik alanı bu elektronu silikon bağlantısından dışarı itecektir.

    Hücrenin diğer birkaç bileşeni bu elektronları kullanılabilir güce dönüştürür. Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi'ne ( EERE ) göre, hücrenin yanlarındaki metal iletken plakalar elektronları toplar ve onları tellere aktarır. Bu noktada, elektronlar diğer herhangi bir elektrik kaynağı gibi akabilir.

    Araştırmacılar, yalnızca 1,3 mikron kalınlığında - insan saçının yaklaşık 1/100'ü genişliğinde - ve bir ofis kağıdından 20 kat daha hafif olan ultra ince, esnek güneş pilleri ürettiler. Aslında, hücreler o kadar hafiftir ki bir sabun köpüğünün üzerine oturabilirler ve yine de cam bazlı güneş pilleri kadar verimli enerji üretirler, bilim adamları 2016 yılında Organic Electronics dergisinde yayınlanan bir çalışmada bildirdiler. Bunlar gibi daha hafif, daha esnek güneş pilleri mimariye, havacılık teknolojisine ve hatta giyilebilir elektroniklere entegre edilebilir .  

    Fotovoltaik güneş panellerinden farklı bir şekilde çalışan termal güneş enerjisi ve konsantre güneş enerjisi ( CSP ) dahil olmak üzere başka güneş enerjisi teknolojisi türleri de vardır, ancak hepsi güneş ışığının gücünü elektrik üretmek veya su veya havayı ısıtmak için kullanır.