Quel est Photovoltaics ?
Photovoltaics est la conversion directe de la lumière dans l'électricité au niveau atomique. Quelques matériaux présentent une propriété connue sous le nom d'effet photoélectrique qui les fait absorber des photons des électrons de lumière et de libération. Quand ces électrons libres sont capturés, les résultats d'un courant électrique qui peuvent être employés comme électricité.
L'effet photoélectrique a été noté la première fois par un physicien français, Edmund Bequerel, en 1839, qui a constaté que certains matériaux produiraient un peu du courant électrique une fois exposés à la lumière. En 1905, Albert Einstein a décrit la nature de la lumière et de l'effet photoélectrique sur quelle technologie photovoltaïque est basée, pour laquelle il plus tard a gagné un prix Nobel dans la physique. Le premier module photovoltaïque a été construit par des laboratoires de Bell en 1954. Il a été affiché comme batterie solaire et était en grande partie juste une curiosité car il était trop cher de gagner l'utilisation répandue. Pendant les années 1960, l'industrie d'espace a commencé à faire la première utilisation sérieuse de la technologie de fournir la puissance à bord du vaisseau spatial. Par les programmes spatiaux, la technologie a avancé, son sérieux a été établi, et le coût a commencé à diminuer. Pendant la crise énergétique pendant les années 1970, la technologie photovoltaïque a gagné la reconnaissance comme source de puissance pour des applications du non-espace.
Des piles solaires sont faites des mêmes genres de matériaux de semi-conducteur, tels que le silicium, utilisé dans l'industrie de la microélectronique. Pour les piles solaires, une gaufrette de semi-conducteur mince est particulièrement traitée pour former un champ électrique, positif sur un côté et négatif de l'autre. Quand l'énergie de la lumière heurte la pile solaire, des électrons sont frappés lâchement des atomes dans le matériel de semi-conducteur. Si des conducteurs électriques sont attachés aux côtés positifs et négatifs, formant un circuit électrique, les électrons peuvent être capturés sous forme de courant électrique - c.-à-d., l'électricité. Cette électricité peut alors être employée pour actionner une charge, telle qu'une lumière ou un outil.
Un certain nombre de piles solaires électriquement reliées entre eux et montées dans une structure ou un cadre de soutien s'appelle un module photovoltaïque. Des modules sont conçus pour assurer l'électricité à une certaine tension, telle qu'un système commun de 12 volts. L'actuel produit dépend directement de combien de lumière heurte le module.
Des modules multiples peuvent être câblés ensemble pour former une rangée. Généralement plus le domaine d'un module ou d'une rangée est grand, la plus sera produite électricité. Les modules photovoltaïques et les rangées produisent l'électricité du courant continu (C.C). Ils peuvent être reliés de la série et des dispositions électriques parallèles pour produire n'importe quelles tension exigée et combinaison actuelle.
Les dispositifs d'aujourd'hui de picovolte les plus communs emploient une jonction simple, ou l'interface, pour créer un champ électrique dans un semi-conducteur tel qu'une cellule de picovolte. Dans une cellule de picovolte de simple-jonction, seulement les photons aux dont l'énergie est égale ou plus grand que l'espace de bande du matériel de cellules peuvent libérer un électron pour un circuit électrique. En d'autres termes, la réponse photovoltaïque des cellules de simple-jonction est limitée à la partie du spectre du soleil dont l'énergie est au-dessus de l'espace de bande du matériel absorbant, et des photons plus à énergie réduite ne sont pas employés.
Une manière de venir à bout cette limitation est d'employer deux (ou plus) différentes cellules, avec plus d'un espace de bande et plus d'une jonction, pour produire d'une tension. Ceux-ci désigné sous le nom des cellules de « multijunction » (a également appelé la « cascade » ou les cellules) « tandem ». Les dispositifs de Multijunction peuvent réaliser une efficacité de conversion totale plus élevée parce qu'ils peuvent convertir plus du spectre d'énergies de la lumière en électricité.
un dispositif de multijunction est une pile de différentes cellules de simple-jonction dans l'ordre décroissant de l'espace de bande (par exemple). La cellule supérieure capture les photons de grande énergie et passe le reste des photons dessus à absorber par des cellules de bas-bande-Gap.
Beaucoup de recherche d'aujourd'hui aux foyers de cellules de multijunction sur l'arséniure de gallium en tant qu'une (ou tous) des cellules composantes. De telles cellules ont atteint des efficacités environ de 35% sous la lumière du soleil concentrée. D'autres matériaux ont étudié pour des dispositifs de multijunction ont été silicium amorphe et diselenide de cuivre d'indium.
