Güneş Panelinin Işığı Emen Parçası

Bir fotovoltaik güneş paneli, paneldeki tüm hücrelerin toplamına eşit bir çıktı üretmek için birbirine bağlanmış düzinelerce ayrı hücreden oluşur. Her hücredeki aktif malzeme, katı hal elektroniğinin yapıldığı aynı element olan silikondur. Silikon, üzerine ışık tuttuğunuzda akım üreten fotoelektrik özelliklere sahiptir.

Metaloidler adı verilen özel bir element grubu, periyodik tablodaki metaller ve metal olmayanlar arasında bir bölgeyi kaplar; metaloidler, metallerin ve bazı metal olmayanların bazı özelliklerine sahiptir. Örneğin, metaloidler metal olmayanlar gibi kırılgan olabilirler ancak metaller gibi elektriği iletirler. Metaloid elementlerin iki ana örneği silikon ve germanyumdur. İkisi arasında silikonun elektronikte daha fazla kullanımı vardır, çünkü germanyum oda sıcaklığından daha sıcak ortamlarda sorun yaşar.

Doping adı verilen bir işlem, çok küçük miktarlardaki safsızlığı silikona karıştırarak elektronik özelliklerini değiştirir. Örneğin, silikon bor ile katkılandığında, pozitif elektrik yükü fazlasına sahiptir. Arsenik katkılı silikonun yükü negatif olur. Bir güneş pili, biri pozitif, diğeri negatif olmak üzere iki silikon katmanından oluşan bir sandviçtir. İki taraf, bir pilin pozitif ve negatif terminalleri olarak işlev görür.

Işık bir güneş pilinin yüzeyine düştüğünde, enerji silikondaki elektronları hareket ettirir. Bir devreye bağlanan güneş pili, bir elektrik akımı kaynağı haline gelir. Tek bir hücre tarafından sağlanan akım küçük olmasına rağmen - birkaç miliamper mertebesinde - bir güneş panelindeki birçok hücrenin akımları bir araya getirilmiş birkaç amperlik akım sağlar.

Tam karanlıkta bir güneş pili akım üretmez. Işık miktarı arttıkça hücrenin çıktısı da artar. Ancak hücrenin maksimum akımı sınırlıdır; maksimum parlaklığın ötesinde herhangi bir ek ışık, artan elektrik çıkışı üretmez. Parlaklığa ek olarak, gelen ışığın dalga boyu da önemlidir. Tipik bir silikon güneş pili, güneşin ışık spektrumunun görünür ve kızılötesi kısımlarının çoğuna yanıt verir, ancak sarı ve kırmızı bölgelerdeki bazı dalga boyları zayıf bir şekilde emilir. Kızılötesinin bir kısmı ve daha uzun dalga boylarının tamamı güneş pilinden geçer ve elektrik üretmez.