Was ist der Photovoltaik -Effekt?

Der photovoltaische Effekt ist der Prozess, durch den elektrischer Strom in Form von Spannung erzeugt wird, wenn elektromagnetische Strahlung einem bestimmten Material ausgesetzt ist.Unter Verwendung von Solarzellen tritt der Photovoltaik -Effekt auf, wenn sehr kurze Wellenlängen des Sonnenlichts die Materie und die Elektronen erregen.Die elektromagnetische Strahlung wird aus dem Sonnenfeld emittiert und durch ein anderes Material gesammelt.Diese Ausstriche von Elektronen führt zum Aufbau von Spannung, die Energie erzeugt, die für die spätere Verwendung in einer Batteriezelle gespeichert werden kann.Zwei Elektroden werden verwendet, um die Spannung zu sammeln, die in das Leistungsnetz übertragen werden kann.

Verschiedene Arten von elektromagnetischer Strahlung verursachen infolge der Frequenz unterschiedliche Expositionsniveaus in Solarzellen.Sichtbares Licht erzeugt den Photovoltaik-Effekt, wenn es auf Alkali-Metalle wirkt. Ultraviolettes Licht erzeugt es in anderen Metallen, wobei extremes ultraviolettes Licht für Nichtmetalle verwendet wird.Dieses Konzept wurde erstmals 1902 von Philipp Eduard Anton von Lenard beobachtet, als er entdeckte, dass verschiedene Lichtfarben, auch als Frequenz bekannt, verschiedene Elektronenebenen emittieren.Zuvor stellte die Wellentheorie des Lichts von James Clerk Maxwell fest, dass Strahlungsintensität proportionale Elektronenergie erzeugen würde.Diese neue Theorie erklärte, dass Photonen für die Schaffung von Elektronenausschlägen verantwortlich waren und eher als individuelle Partikel als als konstante Wellen arbeiteten.1883 konstruierte Charles Fritts die erste Solarzelle unter Verwendung eines Selen -Halbleiters, der in einer dünnen Goldschicht beschichtet war.Diese erste Verwendung einer Solarzelle war nur ein Prozent effizient.Erst 1954 entwickelte Bell Laboratories einen praktischen Weg, um Sonnenenergie zu nutzen.

Die Art und Weise, wie der Photovoltaik -Effekt mit Solarzellen genutzt wird, ist sehr grundlegend.Im Wesentlichen wirken sich Photonen aus dem Sonnenlicht auf die Sonnenkabine aus und werden vom Material absorbiert.Die negativ geladenen Elektronen innerhalb des Materials werden von den Atomen weggeworfen, was dann Strom erzeugt.Diese Situation wird gesteuert, indem sich die Elektronen nur in eine Richtung im Feld bewegen können, was zu einer umgekehrten Wirkung führt, in der positiv geladene Partikel in die entgegengesetzte Richtung fließen.Bei diesen beiden Aktionen kann ein Gleichstrom von Elektrizität aus der elektromagnetischen Reaktion genutzt werden.

Der Photovoltaik -Effekt ist für eine Reihe von Prozessen im modernen Leben unerlässlich.Zusätzlich zur Energieerstellung für allgemeine Zwecke sind Solarzellen für Raumfahrzeuge von der NASA und anderen Weltraumagenturen unerlässlich.Außerdem werden die Prinzipien der Technologie in Digitalkameras in Form von Ladungsgeräten sowie Elektroskope verwendet, die statische Elektrizität identifizieren.