Ποιο είναι το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα;

Το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα είναι η διαδικασία με την οποία δημιουργείται το ηλεκτρικό ρεύμα με τη μορφή τάσης όταν η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εκτίθεται σε ένα συγκεκριμένο υλικό.Χρησιμοποιώντας ηλιακά κύτταρα, το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα εμφανίζεται όταν τα πολύ μικρά μήκη κύματος του ηλιακού φωτός επηρεάζουν το θέμα και τα ηλεκτρόνια να διεγείρονται.Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εκπέμπεται από τον ηλιακό πίνακα και συλλέγεται από άλλο υλικό.Αυτή η εκτόξευση των ηλεκτρονίων έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση τάσης δημιουργίας ενέργειας που μπορεί να αποθηκευτεί σε ένα κελί μπαταρίας για μεταγενέστερη χρήση.Δύο ηλεκτρόδια χρησιμοποιούνται για τη συλλογή της τάσης, η οποία μπορεί να μεταφερθεί στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Διαφορετικοί τύποι ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας προκαλούν διαφορετικά επίπεδα έκθεσης στα ηλιακά κύτταρα ως αποτέλεσμα της συχνότητας.Το ορατό φως δημιουργεί το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα όταν επηρεάζει τα αλκαλικά μέταλλα, το υπεριώδες φως το δημιουργεί σε άλλα μέταλλα, με ακραίο υπεριώδες φως που χρησιμοποιείται για μη μέταλλα.Αυτή η έννοια παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1902 από τον Philipp Eduard Anton von Lenard όταν ανακάλυψε ότι διαφορετικά χρώματα φωτός, επίσης γνωστά ως συχνότητα, εκπέμπουν διαφορετικά επίπεδα ηλεκτρονίων.Προηγουμένως, η θεωρία των κυμάτων του φωτός από τον James Clerk Maxwell δήλωσε ότι η ένταση της ακτινοβολίας θα δημιουργούσε αναλογική ενέργεια ηλεκτρονίων.Αυτή η νέα θεωρία εξήγησε ότι τα φωτόνια ήταν υπεύθυνα για τη δημιουργία εξώθησης ηλεκτρονίων και εργάστηκαν ως μεμονωμένα σωματίδια και όχι με σταθερά κύματα. Ο φυσικός Α.Ε. Becquerel αναγνώρισε την έννοια του φωτοβολταϊκού αποτελέσματος του ηλιακού φωτός το 1839, αλλά η κατανόησή του ήταν περιορισμένη.Το 1883, ο Charles Fritts δημιούργησε το πρώτο ηλιακό κύτταρο, χρησιμοποιώντας ένα ημιαγωγό σεληνίου επικαλυμμένο σε ένα λεπτό στρώμα χρυσού.Αυτή η πρώτη χρήση ενός ηλιακού κυττάρου ήταν μόνο ένα τοις εκατό αποτελεσματική.Δεν ήταν μέχρι το 1954 ότι τα Bell Laboratories ανέπτυξαν έναν πρακτικό τρόπο για να αξιοποιήσουν την ηλιακή ενέργεια.

Ο τρόπος με τον οποίο το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα αξιοποιείται χρησιμοποιώντας ηλιακά κύτταρα είναι πολύ βασικός.Ουσιαστικά, τα φωτόνια από το φως του ήλιου επηρεάζουν τον ηλιακό πίνακα και απορροφώνται από το υλικό.Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια μέσα στο υλικό χτυπούνται μακριά από τα άτομα, τα οποία στη συνέχεια παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.Αυτή η κατάσταση ελέγχεται επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να κινούνται προς μία μόνο κατεύθυνση στον πίνακα, προκαλώντας αντίστροφη δράση στην οποία τα θετικά φορτισμένα σωματίδια ρέουν προς την αντίθετη κατεύθυνση.Με τις δύο αυτές ενέργειες που συμβαίνουν, ένα άμεσο ρεύμα ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί από την ηλεκτρομαγνητική αντίδραση.

Το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα είναι απαραίτητο για μια σειρά διαδικασιών στη σύγχρονη ζωή.Εκτός από τη δημιουργία ενέργειας για γενικούς σκοπούς, τα ηλιακά κύτταρα είναι απαραίτητα για το διαστημικό σκάφος που χρησιμοποιείται από τη NASA και άλλους διαστημικούς οργανισμούς.Επίσης, οι αρχές της τεχνολογίας χρησιμοποιούνται σε ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές με τη μορφή συσκευών συζευγμένων με φορτίο καθώς και ηλεκτροσκόπια που προσδιορίζουν τη στατική ηλεκτρική ενέργεια.