1. Fotonabsorption:
- Fotoner, som är partiklar av ljus, bär energi.
- När en foton slår en fotovoltaisk cell kan den absorberas av ett material som kallas en halvledare.
2. Elektronexcitation:
- Den absorberade energin väcker en elektron i halvledaren och höjer den till en högre energinivå.
3. Elektronflöde:
- De upphetsade elektronerna är fria att röra sig inom halvledaren.
- Cellen är utformad med två lager halvledarmaterial med något olika egenskaper, vilket skapar ett elektriskt fält.
- Detta fält skjuter de upphetsade elektronerna mot en sida av cellen och skapar ett flöde av elektroner, som är en elektrisk ström.
4. Aktuell samling:
- Strömmen uppsamlas av elektroder på cellens yta och dirigeras till en extern krets.
Nyckelkomponenter i en fotovoltaisk cell:
* halvledarmaterial: Vanligtvis kisel, men andra material som gallium arsenid och kadmium telluride används också.
* p-typ halvledare: Har ett "hål" där en elektron saknas, vilket gör att den kan acceptera elektroner.
* n-typ halvledare: Har ett överskott av elektroner, vilket gör att det kan donera dem.
* korsning: Gränssnittet mellan halvledarnas p-typ och n-typ, där det elektriska fältet genereras.
* Elektroder: Metallkontakter som samlar strömmen.
Sammanfattningsvis innebär processen att konvertera strålningsenergi till elektricitet med hjälp av en fotovoltaisk cell:
1. fotonabsorption av en halvledare
2. elektron excitation och rörelse
3. separering av elektroner och hål med ett elektriskt fält
4. Aktuell samling av elektroder
Denna process är en grundläggande del av solenergitekniken, vilket gör att vi kan utnyttja solens energi och omvandla den till en användbar form av el.
