Les panneaux solaires ne recueillent pas réellement l'électricité; ils convertissent la lumière du soleil en électricité. Cette conversion se produit dans les dizaines de cellules solaires qui couvrent généralement un panneau solaire. Les cellules solaires sont généralement constitués de silicium cristallin, qui est un matériau constitué de cristaux de silicium minuscules, bien que les technologies solaires émergents commencent à utiliser des nano-structures pour construire des cellules solaires plus efficaces plus minces. Les panneaux solaires collectent et transforment l'énergie du soleil en électricité utilisable par l'effet photoélectrique. Ceci est accompli par l'application photovoltaïque de l'effet photoélectrique.
L'effet photoélectrique
L'effet photoélectrique est un effet qui se produit lorsqu'un matériau absorbe l'énergie d'un photon. Ceci peut amener le matériau à avoir plus d'énergie que nécessaire pour la liaison d'un électron, ce qui entraîne un électron d'être éjecté. En augmentant la fréquence d'un faisceau de lumière, on peut augmenter le nombre de photons dans le faisceau. Ce sera à son tour augmenter la quantité d'électrons éjectés de la matière.
Histoire de l'effet photoélectrique
L'effet électrique photo a d'abord été observée par Alexandre Edmond Becquerel en 1839 et la description a ensuite été affinée par Nikola Tesla. Cependant, il a fallu attendre la publication du document "Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière" par Albert Einstein en 1921 que l'effet photoélectrique a pris sa définition moderne. Einstein a remporté le prix Nobel pour ce travail. Il a démontré que l'énergie d'un électron délogé est directement corrélée à la fréquence des ondes de lumière plutôt que l'intensité.
Photovoltaics
Les panneaux solaires emploient photoelectricity grâce à des technologies appelées photovoltaïque. matériaux photovoltaïques convertissent l'énergie du soleil en courant continu par transduction. Transduction est un terme qui se réfère simplement à la transformation d'une forme d'énergie à l'autre. L'énergie photovoltaïque est transduit lorsque des photons de rayonnement du soleil frappent des électrons dans les matériaux photovoltaïques dans un état plus élevé d'excitation. Ces électrons sont ensuite éjectés comme courant continu.
Cellules solaires
les cellules solaires typiques se composent de deux couches de matériaux photovoltaïques: un silicium de type n sur le dessus et un silicium de type p sur le fond. La couche de type p porte une charge légèrement positive en raison de contenant moins d'électrons et de type n porte une charge négative, car il a plus d'électrons. Lorsque la lumière du soleil sur la surface supérieure de type N, les photons transfèrent l'énergie à la couche inférieure lorsque leur énergie est absorbée par le matériau de type p. Lorsque cette énergie est absorbée, les électrons dans cette couche deviennent excités par cette énergie et de sauter à travers la couche supérieure. La couche supérieure est reliée à un circuit et les électrons sont ensuite autorisé à circuler sur la couche déjà chargée négativement dans le circuit électrique de courant continu.
Panneaux solaires
Les panneaux solaires sont constitués d'une série de cellules solaires reliées entre elles dans un tableau. Un panneau solaire commun aura environ 36 cellules solaires (en fonction de la taille du panneau) travaillant en tandem pour absorber l'énergie du soleil et produire de l'électricité. Les électrons excités qui deviennent de courant continu sont autorisés à passer à travers tout le circuit du panneau solaire jusqu'à ce qu'ils atteignent un appareil comme une lumière, la batterie ou de l'onduleur. Cependant, l'électricité est limitée à partir de reentering le circuit par un blocage des cas diode intimes pour empêcher la décharge.