Ljósmyndafrumur, einnig þekkt sem sólarsellur, hafa orðið lykilaðili í endurnýjanlegri orkugeiranum.Þessi tæki hafa gjörbylt því hvernig við notum sólarorku til að framleiða rafmagn.Í þessari grein munum við kafa inn í heillandi heiminnljósafrumurog kanna hvernig þeir framleiða rafmagn.
Í hjarta ljósvakans er hálfleiðaraefni, venjulega úr sílikoni.Þegar ljóseindir frá sólarljósi snerta yfirborð frumu örva þær rafeindir í efninu og valda því að þær losna frá frumeindunum.Þetta ferli er kallað photovoltaic effect.
Til að nýta þessar losuðu rafeindir eru rafhlöður smíðaðar í lög með mismunandi eiginleika.Efsta lagið er gert úr efnum sem eru sérstaklega hönnuð til að gleypa sólarljós.Fyrir neðan þetta lag er virka lagið sem er samsett úr hálfleiðara efni.Neðsta lagið, kallað baksnertilagið, hjálpar til við að safna rafeindum og flytja þær út úr frumunni.
Þegar sólarljós kemst í gegnum efsta lag frumunnar örvar það rafeindir í atómum hálfleiðaraefnisins.Þessar æstu rafeindir geta síðan hreyft sig frjálslega innan efnisins.Hins vegar, til þess að framleiða rafmagn, þurfa rafeindir að flæða í ákveðna átt.
Þetta er þar sem rafsviðið innan frumunnar kemur við sögu.Hálfleiðaraefnið í virka laginu er dópað með óhreinindum til að skapa rafeindaójafnvægi.Þetta skapar jákvæða hleðslu á annarri hlið rafhlöðunnar og neikvæða hleðslu á hinni.Mörkin milli þessara tveggja svæða eru kölluð pn-mótin.
Þegar rafeind er örvuð af ljóseind og brotnar frá atómi sínu, laðast hún að jákvætt hlaðinni hlið frumunnar.Þegar það færist í átt að svæðinu skilur það eftir jákvætt hlaðið „gat“ á sínum stað.Þessi hreyfing rafeinda og hola skapar rafstraum innan rafhlöðunnar.
Hins vegar, í frjálsu ástandi, er ekki hægt að nota rafeindir til að knýja utanaðkomandi tæki.Til að virkja orku þeirra eru málmsnertir settir á efsta og neðsta lagið á frumunum.Þegar leiðarar eru tengdir þessum tengiliðum streyma rafeindir í gegnum hringrásina og mynda rafstraum.
Ein ljósafhlaða framleiðir tiltölulega lítið magn af rafmagni.Þess vegna eru margar frumur tengdar saman til að mynda stærri einingu sem kallast sólarplata eða eining.Þessar spjöld geta verið tengd í röð eða samhliða til að auka spennu og straumafköst, allt eftir kröfum kerfisins.
Þegar rafmagn er búið til er hægt að nota það til að knýja ýmis tæki og tæki.Í nettengdu kerfi er hægt að leiða umframrafmagn sem myndast af sólarrafhlöðum aftur inn á netið og vega upp á móti þörfinni fyrir framleiðslu jarðefnaeldsneytis.Í sjálfstæðum kerfum, eins og þeim sem notuð eru á afskekktum svæðum, er hægt að geyma raforkuna sem myndast í rafhlöðum til notkunar síðar.
Ljósmyndafrumurveita græna, sjálfbæra og endurnýjanlega lausn á orkuþörf okkar.Þeir hafa tilhneigingu til að draga verulega úr ósjálfstæði okkar á jarðefnaeldsneyti og draga úr umhverfisáhrifum raforkuframleiðslu.Þegar tæknin heldur áfram að þróast gætum við séðljósafrumurverða skilvirkari og ódýrari, sem gerir þau að órjúfanlegum hluta af framtíðarorkulandslagi okkar.
Birtingartími: 27. nóvember 2023