Hva er den fotovoltaiske effekten?

Den fotovoltaiske effekten er prosessen der elektrisk strøm i form av spenning opprettes når elektromagnetisk stråling blir utsatt for et visst materiale.Ved bruk av solceller oppstår den fotovoltaiske effekten når veldig korte bølgelengder av sollys påvirker saken og elektronene blir begeistret.Den elektromagnetiske strålingen sendes ut fra solcellepanelet og samles av et annet materiale.Denne utkastet av elektroner resulterer i opphopning av spenning som skaper energi som kan lagres i en batteriscelle for senere bruk.To elektroder brukes til å samle spenningen, som kan overføres til strømnettet.

Ulike typer elektromagnetisk stråling forårsaker forskjellige eksponeringsnivåer i solceller som et resultat av frekvens.Synlig lys skaper den fotovoltaiske effekten når det påvirker alkalimetaller, ultrafiolett lys skaper det i andre metaller, med ekstrem ultrafiolett lys som brukes til ikke-metaller.Dette konseptet ble først observert i 1902 av Philipp Eduard Anton von Lenard da han oppdaget at forskjellige lysfarger, også kjent som frekvens, avgir forskjellige nivåer av elektroner.Tidligere uttalte bølgeteorien om lys av James Clerk Maxwell at strålingsintensitet ville skape proporsjonal elektronenergi.Denne nye teorien forklarte at fotoner var ansvarlige for opprettelsen av elektronutkasting og fungerte som individuelle partikler i stedet for konstante bølger.

Fysiker A.E. Becquerel anerkjente konseptet med sollysets fotovoltaiske effekt i 1839, men hans forståelse var begrenset.I 1883 konstruerte Charles Fritts den første solcellen, ved bruk av en selen -halvleder belagt i et tynt lag gull.Denne første bruken av en solcelle var bare en prosent effektiv.Det var ikke før i 1954 at Bell Laboratories utviklet en praktisk måte å utnytte solenergi på.

Måten den fotovoltaiske effekten blir utnyttet ved bruk av solceller er veldig grunnleggende.I hovedsak påvirker fotoner fra sollys solcellepanelet og blir absorbert av materialet.De negativt ladede elektronene i materialet blir slått bort fra atomene, som deretter produserer strøm.Denne situasjonen styres ved å la elektronene bare bevege seg i en retning i panelet, noe som forårsaker en omvendt handling der positivt ladede partikler strømmer i motsatt retning.Med begge disse handlingene som oppstår, kan en likestrøm av elektrisitet utnyttes fra den elektromagnetiske reaksjonen. Den fotovoltaiske effekten er avgjørende for en rekke prosesser i det moderne liv.I tillegg til energioppretting for generelle formål, er solceller avgjørende for romfartøy som brukes av NASA og andre rombyråer.Prinsippene for teknologien brukes også i digitale kameraer i form av ladekoblede enheter så vel som elektroskop som identifiserer statisk elektrisitet.