Το 1839, ο Edmond Becquerel ανακάλυψε τη διαδικασία της δημιουργίας ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα στερεό υλικό χρησιμοποιώντας ηλιακό φως. Οι επιστήμονες κατάφεραν τελικά να μάθουν ότι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο αναγκάζει κάποια υλικά να μετατρέπουν την ενέργεια του φωτός  σε ηλεκτρική σε ατομικό επίπεδο.

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η θεμελιώδης φυσική διαδικασία με την οποίο ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο μετατρέπει την  ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρισμό. Όταν η ηλιακή ακτινοβολία προσπίπτει σε ένα φ/β στοιχείο, μπορεί να ανακλαστεί, απορροφηθεί ή να διέλθει δια μέσου αυτού. Μόνο όμως το μέρος της ακτινοβολίας που απορροφάται παράγει ηλεκτρισμό.

Η ενέργεια του απορροφώμενου φωτός μεταφέρεται στα ηλεκτρόνια των ατόμων του φ/β στοιχείου. Χρησιμοποιώντας αυτή την ενέργεια τα ηλεκτρόνια διαφεύγουν από τις κανονικές τους θέσεις στα άτομα του ημιαγωγού του φ/β στοιχείου και σχηματίζουν μια ροή ηλεκτρονίων ή ρεύμα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Μια χαρακτηριστική ιδιότητα του φ/ω στοιχείου, αυτή που χαρακτηρίζεται σαν ενδογενές ηλεκτρικό πεδίο παρέχει τη δύναμη ή διαφορά δυναμικού που απαιτείται για να οδηγήσει το ρεύμα σε ένα εξωτερικό φορτίο όπως π.χ. ένας λαμπτήρας.

Για την δημιουργία του ενδογενούς ηλεκτρικού πεδίου στο εσωτερικό του φ/β στοιχείου, δύο στρώματα διαφορετικών ημιαγώγιμων υλικών έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Το ένα  στρώμα είναι ένας ημιαγωγός τύπου-n με πλεόνασμα ηλεκτρονίων τα οποία έχουν αρνητικό φορτίο. Το άλλο στρώμα είναι ένας ημιαγωγός τύπου-p με πλεόνασμα «οπών» οι οποίες έχουν θετικό φορτίο.

Μεγέθυνση

Παρόλο που τα δύο στρώματα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα , ο ημιαγωγός τύπου-n με πλεόνασμα ηλεκτρονίων και ο τύπου-p με πλεόνασμα «οπών». Φέρνοντας τα σε επαφή δημιουργείτε μια επαφή p/n δημιουργώντας ηλεκτρικό πεδίο. Όταν τύπου –n και  p πυρίτιο έρθει σε επαφή, ηλεκτρόνια από το ημιαγωγό τύπου –n μετακινούνται στην πλευρά του ημιαγωγού τύπου-p. Το αποτέλεσμα ε είναι η δημιουργία θετικού φορτίου στη πλευρά του ημιαγωγού τύπου –n και αρνητικού φορτίου στην πλευρά του τύπου-p.

Εξαιτίας της ροής ηλεκτρονίων και οπών, οι δύο ημιαγωγοί συμπεριφέρονται σαν μια μπαταρία, δημιουργώντας ηλεκτρικό πεδίο στην επιφάνεια επαφής η οποία καλείται επαφή p/n. Το ηλεκτρικό πεδίο αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να κινούνται από τον ημιαγωγό προς την αρνητικά φορτισμένη επιφάνεια, όπου και γίνονται διαθέσιμα στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Ταυτόχρονο οι οπές κινούνται στην αντίθετη κατεύθυνση, προς τη θετική επιφάνεια όπου και «αναμένουν» εισερχόμενα ηλεκτρόνια.

Συζήτηση του άρθρου στο φόρουμ. (0 δημοσιεύσεις)

Ποιο είναι το κόστος μιας επένδυσης σε φωτοβολταϊκά; "Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει αναπτυχθεί τους τελευταίους μήνες στις επενδύσεις σε φωτοβολταϊκά πάρκα. Το έναυσμα έδωσε τόσο ο νόμος 3468/06. για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όσο και ο νέος επενδυτικός νόμος βάσει του οποίου επενδύσεις σε φωτοβολταϊκά πάρκα μπορούν να επιδοτηθούν έως και 60% (αναλόγως της περιοχής και του μεγέθους της επιχείρησης). Διαβάστε περισσότερα...

Φωτοβολταϊκό Δυναμικό της Ελλάδος   Πόση είναι η ηλεκτρική ενέργεια που θα παρήγαγε ένα φωτοβολταϊκό πάρκο σε μια δεδομένη θέση της Ελλάδος; Διαβάστε περισσότερα...

Εκτίμηση της παραγωγής φ/β συστήματος με εργαλεία του διαδικτύου    Πόση ενέργεια παράγει ένα φ/β  σύστημα στο αγροτεμάχιό μου; Μια από τις πιο συχνές ερωτήσεις για την επένδυση ή μη σε ένα φωτοβολταϊκό πάρκο σε μια δεδομένη θέση είναι η αρχική  εκτίμηση της παραγόμενης ενέργειας σε ετήσια ή ακόμη και ημερήσια βάση. Η εκτίμηση αυτή γίνεται ακόμη πιο σημαντική στις περιπτώσεις όπου θα πρέπει να προηγηθεί και επένδυση σε γη. Διαβάστε περισσότερα...

Βάση δεδομένων απόδοσης φωτοβολταϊκών συστημάτων   Η βάση απόδοσης είναι αποτέλεσμα της ομάδας εργασίας task 2 της IEA (Internatonal Energy Agency), η οποία έχει σκοπό να βελτιώσει  τη σχεδίαση και λειτουργία φωτοβολταϊκών συστημάτων.  Διαβάστε περισσότερα...

Είδη Φωτοβολταϊκών   Μονοκρυσταλλικού Πυριτίου Κατασκευάζονται από κυψέλες που έχουν κοπεί από ένα κυλινδρικό κρύσταλλο πυριτίου. Αποτελούν τα πιο αποδοτικά φωτοβολταϊκά με αποδόσεις της τάξεως του 15%. Η κατασκευή τους όμως είναι πιο πολύπλοκη γιατί απαιτεί την κατασκευής του μονοκρυσταλλικού πυριτίου με αποτέλεσμα το υψηλότερο κόστος κατασκευής.   Διαβάστε περισσότερα...

---

Μοιραστείτε αυτό το άρθρο!