Содержание
- Анатомия солнечной батареи
- Эффект яркости
- Спектр, длина волны и цвет
- Солнечный свет или искусственный свет
Солнечное излучение на длинах волн от красного до фиолетового излучает солнечную батарею с достаточным количеством энергии для выработки электричества. Но солнечные элементы не реагируют на все формы света. На длинах волн в инфракрасном спектре слишком мало энергии, необходимой для выталкивания электронов в кремний солнечного элемента, что создает электрический ток. Ультрафиолетовые волны имеют слишком много энергии. Эти длины волны просто создают тепло, что может снизить эффективность клетки. Солнечные элементы требуют определенных длин волн в световом спектре для выработки полезного количества электричества.
Анатомия солнечной батареи
Солнечный или фотоэлектрический элемент представляет собой двухслойный сэндвич из кремния; один слой, называемый N-типом, содержит следы элементов, таких как мышьяк, для придания материалу отрицательного электрического заряда; второй слой, называемый P-типом, пронизан другими элементами, которые дают положительный заряд. Электрически, две стороны действуют как клеммы батареи; при подключении к цепи электрический ток течет с положительной стороны, через компоненты схемы и к отрицательной стороне солнечного элемента. Некоторые солнечные элементы используют кремний в кристаллической форме; другие используют аморфный или стеклоподобный кремний. Кристаллический кремний имеет тенденцию быть более эффективным при преобразовании света, но стоит дороже, чем аморфный тип.
Эффект яркости
Яркость или яркость - это количество света, которое светит солнечному элементу. В полной темноте клетка не производит электричества. По мере увеличения количества света увеличивается и ток ячейки. Однако при определенном уровне яркости выходной сигнал ячейки достигает предела; за этой точкой больше света не дает дополнительного тока. Спецификации солнечного элемента включают номинальное напряжение и номинальный ток, который является выходом элемента при прямом ярком солнечном свете. Чтобы получить максимальную отдачу от солнечного элемента, важно, чтобы он был направлен к солнцу как можно более прямо. Например, установщик солнечной панели установит панель под углом, который улавливает большую часть солнечных лучей. Угол зависит от того, где вы находитесь на земле: чем дальше на север или юг от экватора, тем круче угол. У некоторых "ферм" солнечной энергии есть панели на механизме, который наклоняется, отслеживая ежедневное движение солнца в небе.
Спектр, длина волны и цвет
Видимый свет - это часть электромагнитного спектра, форма энергии, которая также включает в себя радиоволны, ультрафиолет и рентгеновские лучи. Цвета радуги, содержащиеся в видимом свете, представляют разные длины волн; длина волны красного цвета, например, составляет около 700 нанометров или миллиардных долей метра, а 400 нанометров - длина волны фиолетового. Солнечные элементы реагируют на многие из тех же длин волн, обнаруженных человеческим глазом.
Солнечный свет или искусственный свет
Солнечные элементы обычно хорошо работают с естественным солнечным светом, так как большинство применений для устройств на солнечной энергии находятся на улице или в космосе. Поскольку искусственные источники света, такие как лампы накаливания и флуоресцентные лампы, имитируют спектр Солнца, солнечные элементы также могут работать в помещении, питая небольшие устройства, такие как калькуляторы и часы. Другие искусственные источники, такие как лазеры и неоновые лампы, имеют очень ограниченные цветовые спектры; солнечные элементы могут работать не так эффективно со своим светом.