Propriétés de la Lumière et des cellules solaires
Le but d'une cellule photovoltaïque est de transformer la lumière du soleil en une forme utilisable d'énergie électrique. Les cellules photovoltaïques fonctionnent en utilisant un semi-conducteur d'un certain type, habituellement d'un type particulier de silicium, et un revêtement qui permet d'absorber la lumière du soleil. Avec la configuration appropriée, la cellule crée une charge électrique qui peut être transformé en un courant par l'intermédiaire d'un fil et utilisé pour charger des batteries ou effectuer d'autres tâches.
Les cellules photovoltaïques fonctionnent au niveau atomique. Lumière, naturellement, est constitué de photons, qui peuvent agir à la fois comme des vagues et des particules et maintenir de petites quantités d'énergie. Ces photons peuvent passer soit à travers des objets ou être réfléchie par eux. La lumière réfléchie est ce que nous voyons, et quelles formes les couleurs que l'oeil humain perçoit. la lumière absorbée est ce qui donne des objets de la chaleur dans la lumière du soleil, et certaines substances peuvent absorber plus de chaleur que d'autres - objets noirs, par exemple.
Le processus
Les revêtements sur les cellules solaires sont spécifiquement conçus pour absorber autant d'énergie des photons comme ils peuvent. Bien que ce processus ne soit pas 100 pour cent efficace, il est assez bon former un courant électrique, et habituellement environ 15 à 20 pour cent de la lumière du soleil peut être transféré dans l'alimentation électrique quand il frappe la cellule solaire. Le revêtement sur la cellule permet d'absorber la lumière tandis qu'une couche de verre protège la cellule, mais le travail réel se fait par des couches de semi-conducteur.
Deux types de semi-conducteurs, une version chargée négativement et une version chargé positivement, sont placés au-dessus de l'autre, avec une jonction dans le milieu qui agit comme une barrière entre les deux parties. La lumière du soleil frappe la cellule solaire et contribue l'énergie à la partie supérieure de la semi-conducteur, ce qui provoque ses molécules à vibrer plus férocement et les électrons de ses atomes de sauter des niveaux d'énergie et même laisser leurs atomes à la recherche d'espaces à remplir à l'opposé, le côté chargé positivement de la cellule. Si un fil est lieu à des points de contact entre l'avant et l'arrière de la cellule, les électrons circulent à travers elle pour atteindre l'autre côté, la création d'un flux de charge, ou un courant. Ce courant électrique peut être utilisé pour charger les batteries ou la puissance du matériel simple.
Panneaux solaires
Les cellules solaires ne sont jamais utilisés par eux-mêmes, cependant. Les cellules individuelles ne sont que quelques pouces de diamètre au plus, et il faut beaucoup d'entre eux de travailler ensemble pour produire une quantité utilisable de puissance. La plupart des panneaux solaires se composent de plusieurs dizaines, voire des centaines de cellules solaires qui génèrent un courant électrique dans consort. Etant donné que les cellules possèdent pas de pièces mobiles ou des réactions chimiques qui provoquent la corrosion, ils peuvent durer très longtemps avant de devoir être remplacé.