Que ce soit sur une calculatrice à énergie solaire ou une station spatiale internationale, les panneaux solaires produisent de l'électricité en utilisant les mêmes principes que les batteries d'appareils électroniques ou chimiques prises électriques standards. Avec des panneaux solaires, il s'agit de la libre circulation des électrons à travers un circuit.
Pour comprendre comment les panneaux solaires produisent de l'énergie électrique, il peut être utile de faire un voyage rapide vers la chimie classe de l'école secondaire. L'élément de base des panneaux solaires est le même élément qui a contribué à créer la révolution informatique - silicium pur. Lorsque le silicium est éliminé de toutes les impuretés, il fait une plate-forme idéale neutre pour la transmission des électrons. Silicon possède également des propriétés à l'échelle atomique qui le rendent encore plus attrayant pour la création de panneaux solaires.
Les atomes de silicium de la place pour huit électrons dans leurs bandes extérieures, mais seulement transporter quatre dans leur état naturel. Cela signifie qu'il ya de la place pour plus de quatre électrons. Si un atome de silicium contacts d'un autre atome de silicium, chaque atome reçoit quatre l'autre électron. Cela crée un lien très fort, mais il n'y a pas de charge positive ou négative, car les huit électrons satisfaire les besoins des atomes. Atomes de silicium peuvent se combiner pour les années à aboutir à un gros morceau de silicium pur. Ce matériau est utilisé pour former les plaques de panneaux solaires.
C'est là que la science entre en scène. Deux plaques de silicium pur ne serait pas produire de l'électricité dans les panneaux solaires, car ils n'ont pas de charge positive ou négative. Les panneaux solaires sont créés en combinant silicium avec d'autres éléments qui ne possèdent charges positives ou négatives.
Le phosphore, par exemple, a cinq électrons à offrir à d'autres atomes. Si le silicium et le phosphore sont combinés chimiquement, le résultat est de huit électrons stables avec un électron libre supplémentaire pour la balade. Il peut \ 't congés, car il est lié aux atomes de phosphore d'autres, mais il n \' nécessaire par le silicium. Par conséquent, cette nouvelle silicium / phosphore plaque est considérée comme une charge négative.
Pour l'électricité de circuler, une charge positive doit également être créé. Ce résultat est obtenu en combinant des panneaux solaires de silicium par un élément tel que le bore, qui possède seulement trois électrons à offrir. Une plaque de silicium / bore a encore une tache laissée par un autre électron. Cela signifie que la plaque a une charge positive. Les deux plaques sont pris en sandwich ensemble de panneaux solaires, avec des fils conducteurs s'étendant entre elles.
Avec les deux plaques en place, il est maintenant temps de mettre dans le «solaire» aspect de panneaux solaires. La lumière naturelle envoie de nombreuses particules différentes sources d'énergie, mais celui que nous sommes plus intéressés par un photon est appelé. Un photon agit essentiellement comme un marteau en mouvement. Lorsque les plaques négatives de cellules solaires sont pointés à un angle approprié pour le soleil, les photons bombarder les atomes de silicium / phosphore.
Finalement, l'électron 9th, qui se veut libre de toute façon, est arraché la bague extérieure. Cet électron libre ne reste pas longtemps, car le silicium positif / bore plaque elle puise dans l'endroit ouvert sur sa propre bande extérieure. Comme les photons du soleil rompre plus d'électrons, l'électricité est produite. L'électricité produite par une cellule solaire n'est pas très impressionnant, mais quand tous les fils conducteurs attirer les électrons libres à l'écart des plaques, il ya suffisamment d'électricité pour moteurs électriques à basse intensité ou d'autres appareils électroniques. Quel que soit les électrons ne sont pas utilisés ou perdus à l'air sont retournés à la plaque négative et l'ensemble du processus recommence.
Un des principaux problèmes avec l'utilisation de panneaux solaires est la faible quantité d'électricité qu'ils génèrent par rapport à leur taille. Une calculatrice peut-être besoin que d'une seule cellule solaire, mais une voiture à énergie solaire, il faudrait plusieurs milliers. Si l'angle des panneaux solaires est changé, même légèrement, l'efficacité peut chuter de 50 pour cent.
Certains d'alimentation de panneaux solaires peuvent être stockés dans des batteries chimiques, mais il n'est généralement pas beaucoup de puissance en excès dans la première place. La lumière du soleil même qui fournit des photons ultraviolets fournit également des plus destructeurs et les ondes infrarouges, qui a fini par provoquer les panneaux de dégrader physiquement. Les panneaux doivent également être exposés aux intempéries destructrices, qui peuvent aussi affecter gravement l'efficacité.
De nombreuses sources également se référer à des panneaux solaires photovoltaïques, qui fait référence à l'importance de la lumière (photos) dans la génération d'une tension électrique. Le défi pour les scientifiques de demain sera de créer plus efficaces panneaux solaires sont assez petits pour des applications pratiques et assez puissant pour créer de l'énergie en excès pour les moments où la lumière du soleil n'est pas disponible.