Was sind Photovoltaikzellen?

Photovoltaikzellen sind Geräte, die Strom direkt aus Sonnenlicht erzeugen.Viele Photovoltaikzellen bilden eine Solaranordnung oder eine Solarpanel.Diese Zellen wandeln Licht in Elektrizität um, indem sie die Energie nutzen, wenn Photonen aus Sonnenlicht Elektronen in einen höheren Energiezustand innerhalb der Zelle selbst klopfen.Photovoltaikzellen bestehen aus geschichteten Materialien, die zwei Arten von Silizium, eine Anti-reflektierende Beschichtung und eine Glasdecke umfassen.Die Technologie zur Herstellung von Solarmodulen führt weiterhin vor und kann eines Tages im Wesentlichen freie Energie für Häuser und Unternehmen bieten.

Einer der wichtigsten Teile einer Photovoltaikzelle ist das als Halbleiter verwendete Material.Silizium ist der am häufigsten verwendete Halbleiter, aber für bestimmte Anwendungen stehen andere Optionen zur Verfügung, die günstiger sein können als Silizium.Wenn Licht auf den Halbleiter trifft, wird ein Teil der Lichtenergie absorbiert, was die Freisetzung von Elektronen verursacht.Der elektrische Strom, der Ergebnisse erzielt, kann als Elektrizität verwendet werden, und er wird durch die Metallkontaktgitter auf der Ober- und Unterseite der Solarzellen gesammelt.Um in einer Solarzelle verwendet zu werden, muss Silizium mit anderen Elementen modifiziert oder dotiert werden.Phosphor und Bor sind die Elemente der Wahl für diesen Zweck.Eine mit Phosphor dotierte Siliziumschicht kann die Tatsache nutzen, dass das letztere Element nur ein Elektron in seiner äußersten Elektronenschale hat.Dies ist das Elektron, das durch Lichtenergie abgeschlagen werden kann.

In der anderen Schicht haben die Boratome nur drei Elektronen in ihrer Außenhülle anstelle von vier, die Silizium hat.Dies schafft einen Platz für die zusätzlichen Elektronen, und diese Bewegung von Elektronen macht den elektrischen Strom.Die beiden Siliziumschichten haben auch entgegengesetzte Ladungen, was die Spannung liefert.

Siliziumkristalle sind ein natürlich reflektierendes Material.Wenn sie in Photovoltaikzellen verwendet werden, müssen sie eine anti-reflektierende Beschichtung auf sie haben, ansonsten wird der größte Teil der Sonnenenergie, die das Panel erreicht, ohne Strom reflektiert.Die anti-reflektierende Beschichtung ist der größte Faktor, der die Effizienz eines richtig konstruierten Solarzableers beeinflusst.Trotz dieser Beschichtung kann jedoch nur eine relativ geringe Lichtmenge verwendet werden, um Strom zu erzeugen.Im Laufe der Technologie werden Photovoltaikzellen wahrscheinlich die Effizienz zunehmen, was sie für den täglichen Wohn- und industriellen Gebrauch praktischer macht.