W jaki sposób panele słoneczne wytwarzają energię elektryczną

Wiele osób zastanawia się, jak działają panele fotowoltaiczne.

Mówiąc najprościej, panel słoneczny działa, umożliwiając fotonom lub cząsteczkom światła wybijanie elektronów wolnych od atomów, generując przepływ energii elektrycznej. Panele słoneczne w rzeczywistości składają się z wielu mniejszych jednostek zwanych ogniwami fotowoltaicznymi. Fotowoltaika oznacza po prostu, że przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Wiele takich połączonych ze sobą komórek tworzy panel słoneczny. Każde ogniwo fotowoltaiczne to w zasadzie część złożona z dwóch kawałków materiału półprzewodnikowego, zwykle krzemu, tego samego materiału używanego w mikroelektronice. Aby działać, ogniwa fotowoltaiczne muszą wytworzyć pole elektryczne. Podobnie jak pole magnetyczne, które występuje z powodu przeciwnych biegunów, pole elektryczne występuje, gdy oddzielone są przeciwne ładunki. Aby uzyskać to pole, producenci tworzą mieszanki krzemu innymi materiałami, nadając każdemu kawałkowi ogniw dodatni lub ujemny ładunek elektryczny. W szczególności dodają fosfor w górną warstwę krzemu, co powoduje dodanie dodatkowych elektronów z ładunkiem ujemnym do tej warstwy. W jaki sposób panele słoneczne wytwarzają energię elektryczną

Tymczasem dolna warstwa otrzymuje dawkę boru, co skutkuje mniejszą liczbą elektronów lub ładunkiem dodatnim.

To wszystko składa się na pole elektryczne na styku między warstwami krzemu. Następnie, gdy foton światła słonecznego wyrzuci elektron na wolność, pole elektryczne wypchnie ten elektron ze złącza krzemowego. Kilka innych składników komórki zamienia te elektrony w użyteczną moc. Metalowe płytki przewodzące po bokach ogniwa zbierają elektrony i przenoszą je na przewody. W tym momencie elektrony mogą już płynąć jak każde inne źródło energii elektrycznej, a instalacje fotowoltaiczne stają się coraz bardziej popularne. Istnieją również inne rodzaje technologii energii słonecznej, w tym słoneczna energia cieplna i skoncentrowana energia słoneczna, które działają w inny sposób niż fotowoltaiczne panele słoneczne, ale wszystkie wykorzystują moc światła słonecznego do wytwarzania energii elektrycznej lub podgrzewania wody czy powietrza.