نحوه جذب نور در تولید برق خورشیدی در صفحات خورشیدی (سلول های فتوئولیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
اکسید روی یک ماده نیمه هادی است که قابلیت جذب انرژی خورشید را دارد. در فرآیند فتوولتائیک، ذرات نور که فوتون نام دارند به داخل سلول‌ها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتم‌های ماده‌ی نیمه هادی، جریان الکتریکی تولید می کنند. تا زمانی که تابش نور به داخل سلول جریان داشته باشد، الکتریسیته تولید می شود. این سلول‌ها الکترون‌های خود را مانند باتری‌ها تمام نمی کنند، بلکه آنها مبدل‌هایی هستند که یک نوع انرژی (خورشیدی) را به نوعی دیگر (جریان الکترون‌ها) تبدیل میکنند.
اثر فتوولتائیک بر اساس این پدیده وقتی که یک کوانتوم انرژی نوری یعنی یک فوتون در یک ماده نیمه هادی نفوذ می‌کند، این احتمال وجود دارد که بوسیله الکترون جذب شود و الکترون انتقال پیدا کند.
میزان انرژی لازم برای انتقال الکترون به فاصله انرژی دو نوار ظرفیت رسانش بستگی دارد که به این فاصله باند گپ یا گاف انرژی گفته می شود.
سلول های فوتوولتائیک (Photovoltaics) هستند. این سلول ها در واقع گروهی از سلول های الکتریکی متصل به هم هستند و طبق قاعده ای خاص به هم متصل می شوند. فوتوولتاها درست مانند پیغامی ضمنی هستند (فوتو = نور؛ ولتا = الکتریسیته). در این سلول ها نور خورشید مستقیماً به برق تبدیل می شود
ساختار سلول های صفحات خورشیدی سیلیکونی Silicon
یک اتم سیلیکون، ۱۴ الکترون دارد که در سه پوسته مختلف روی هم قرار گرفته اند. دو لایه اول نزدیک تر به مرکز، کاملاً پُر شده اند، ولی لایه بیرونی با داشتن ۴ الکترون در حالت نیمه پُر است. اتم سیلیکون با این ویژگی، همیشه در جستجوی راهی برای پُر کردن لایه آخر خود است تا ۸ الکترون را کامل بگیرد. برای انجام این کار، این الکترون ها را با ۴ تا از اتم های سیلیکون همسایه اش شریک می کند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )