Bir Güneş Pilinin Ne Tür Bir Işığa İhtiyacı Vardır?

Kırmızıdan mora dalga boylarındaki güneş radyasyonu, elektrik üretmek için yeterli enerjiyle bir güneş pilini patlatır. Ancak güneş pilleri her türlü ışığa cevap vermez. Kızılötesi spektrumdaki dalga boyları, güneş pilinin silikonunda gevşeyen elektronları itmek için gereken enerjinin çok azına sahiptir, bu da elektrik akımı üreten etkidir. Ultraviyole dalga boyları çok fazla enerjiye sahiptir. Bu dalga boyları basitçe bir hücrenin verimliliğini azaltabilecek ısı yaratır. Güneş pilleri, yararlı miktarda elektrik üretmek için ışık spektrumunda belirli dalga boylarına ihtiyaç duyar.

Bir güneş veya fotovoltaik hücre, iki katmanlı bir silikon sandviçidir; N-tipi olarak adlandırılan bir katman, malzemeye negatif bir elektrik yükü vermek için arsenik gibi eser miktarda element içerir; P-tipi olarak adlandırılan ikinci katman, pozitif yük veren diğer elementlerle bağlanmıştır. Elektriksel olarak, iki taraf bir pilin terminalleri gibi hareket eder; bir devreye bağlandığında, pozitif taraftan, devre bileşenleri aracılığıyla ve güneş pilinin negatif tarafına bir elektrik akımı akar. Bazı güneş pilleri kristal formunda silikon kullanır; diğerleri amorf veya cam benzeri bir silikon kullanır. Kristalin silikon, ışığı dönüştürmede daha verimli olma eğilimindedir, ancak amorf tipten daha maliyetlidir.

Parlaklık veya parlaklık, bir güneş pili üzerinde parlayan ışık miktarıdır. Tamamen karanlıkta, bir hücre elektrik üretmez. Işık miktarı arttıkça hücrenin akımı da artar. Ancak belirli bir parlaklık düzeyinde hücrenin çıktısı bir sınıra ulaşır; bu noktanın ötesinde, daha fazla ışık ek akım vermez. Bir güneş pilinin özellikleri, hücrenin doğrudan parlak güneş ışığı altında çıktısı olan nominal bir voltaj ve akım derecesini içerir. Bir güneş pilinden en fazla verimi elde etmek için onu mümkün olduğunca doğrudan güneşe doğru çevirmek önemlidir. Örneğin bir güneş paneli montajcısı, güneş ışınlarının çoğunu yakalayan bir açıyla bir panel monte edecektir. Açı, dünyanın neresinde bulunduğunuza bağlıdır: ekvatordan ne kadar kuzeyde veya güneyde olursanız, açı o kadar dik olur. Bazı güneş enerjisi "çiftlikleri", güneşin gökyüzündeki günlük hareketini izleyen, eğilen bir mekanizma üzerinde panellere sahiptir.

Görünür ışık, radyo dalgaları, ultraviyole ve X-ışınlarını da içeren bir enerji biçimi olan elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Görünür ışıkta bulunan gökkuşağının renkleri farklı dalga boylarını temsil eder; örneğin kırmızı rengin dalga boyu yaklaşık 700 nanometre veya bir metrenin milyarda biri kadardır ve 400 nanometre mor için dalga boyudur. Güneş hücreleri, insan gözünün algıladığı aynı dalga boylarının çoğuna yanıt verir.

Güneş enerjisiyle çalışan cihazların çoğu açık havada veya uzayda kullanıldığı için güneş pilleri genellikle doğal güneş ışığıyla iyi çalışır. Akkor ve flüoresan ampuller gibi yapay ışık kaynakları Güneş'in spektrumunu taklit ettiğinden, güneş pilleri iç mekanlarda da çalışarak hesap makinesi ve saat gibi küçük cihazlara güç sağlayabilir. Lazerler ve neon lambalar gibi diğer yapay kaynaklar çok kısıtlı renk spektrumlarına sahiptir; güneş pilleri, ışıklarıyla o kadar etkili çalışmayabilir.