Hvad er den fotovoltaiske effekt?

Den fotovoltaiske virkning er den proces, hvorpå elektrisk strøm i form af spænding oprettes, når elektromagnetisk stråling udsættes for et bestemt materiale.Ved hjælp af solceller forekommer den fotovoltaiske virkning, når meget korte bølgelængder af sollys påvirker sagen, og elektroner bliver ophidset.Den elektromagnetiske stråling udsendes fra solcellepanelet og opsamles af et andet materiale.Denne udkast af elektroner resulterer i opbygning af spænding, der skaber energi, der kan opbevares i en battericelle til senere brug.To elektroder bruges til at opsamle spændingen, som kan overføres til elnettet.

Forskellige typer elektromagnetisk stråling forårsager forskellige eksponeringsniveauer i solceller som et resultat af frekvens.Synligt lys skaber den fotovoltaiske virkning, når det påvirker alkalimetaller, ultraviolet lys skaber det i andre metaller, hvor ekstremt ultraviolet lys bruges til ikke-metaller.Dette koncept blev først observeret i 1902 af Philipp Eduard Anton von Lenard, da han opdagede, at forskellige farver af lys, også kendt som frekvens, udsender forskellige niveauer af elektroner.Tidligere erklærede bølgeteorien om lys af James Clerk Maxwell, at strålingsintensitet ville skabe proportional elektronenergi.Denne nye teori forklarede, at fotoner var ansvarlige for oprettelsen af elektronudsprøjtning og arbejdede som individuelle partikler snarere end konstante bølger.

Fysiker A.E. Becquerel anerkendte begrebet sollysfotovoltaisk effekt i 1839, men hans forståelse var begrænset.I 1883 konstruerede Charles Fritts den første solcelle ved hjælp af en Selen -halvleder, der er belagt i et tyndt lag af guld.Denne første anvendelse af en solcelle var kun en procent effektiv.Det var ikke før i 1954, at Bell Laboratories udviklede en praktisk måde at udnytte solenergi på.

Den måde, den fotovoltaiske virkning udnyttes ved hjælp af solceller, er meget basisk.I det væsentlige påvirker fotoner fra sollyset solpanelet og absorberes af materialet.De negativt ladede elektroner inden for materialet bliver slået væk fra atomerne, som derefter producerer elektricitet.Denne situation styres ved at lade elektronerne kun bevæge sig i en retning i panelet, hvilket forårsager en omvendt handling, hvor positivt ladede partikler strømmer i den modsatte retning.Med begge disse handlinger, der forekommer, kan en jævn strøm af elektricitet udnyttes fra den elektromagnetiske reaktion.

Den fotovoltaiske virkning er vigtig for en række processer i det moderne liv.Ud over energikabelse til generelle formål er solceller vigtige for rumfartøjer, der bruges af NASA og andre rumfartsagenturer.Teknologiens principper bruges også i digitale kameraer i form af ladekoblede enheder såvel som elektroskoper, der identificerer statisk elektricitet.