太陽エネルギーとは、太陽によって生成される明るい光であり、さまざまな技術 (電気を生成する太陽光発電、太陽熱温水器などの太陽熱エネルギー、太陽建築など) を使用して取得することができます。太陽電池は、太陽電池とも呼ばれ、物理的および化学的現象である光起電力効果を可能にして、光エネルギーを直接電気に変換する電気機械です。
太陽エネルギー
地球に降り注ぐ太陽エネルギーの総量は、国の現在および予測されるエネルギー需要を大幅に上回っています..
地球の大気と雲は、入射光の最大 54% を捕捉または散乱するため、追加の損失は比較的わずかです。地上から来る太陽光のほぼ半分は可視光であり、残りの 45% は赤外線と少量の紫外線およびその他の種類の電磁放射で構成されています。
太陽光が PV セルの半導体に当たると、電子が放出され、バスバーが放出された電子を集めて電流が発生します。構造化された方法で太陽電池パネルを太陽光に当てると、直流 (DC) の形で電流と電圧を生成し始めます。ただし、世界のほとんどのガジェットとテクノロジーは交流 (AC) で動作するため、すべてのソーラー パネルをインバーターに接続する必要があります。インバーターは、家庭で使用するために DC を AC に変換します。
太陽電池
太陽電池は、光電池とも呼ばれ、物理的および化学的現象である光起電力効果を利用して、光エネルギーを直接電気に変換する電子デバイスです。これは光電池の一種であり、電流、電圧、抵抗など、光が当たったときに変化する電気的パラメーターを持つデバイスとして説明されています。典型的な単接合シリコン太陽電池のピーク開放電圧は 0.5 ～ 0.6 ボルトです。
光線が太陽光であろうと人工光であろうと、太陽電池は光起電性に分類されます。それらは実際にフォトダイオード (赤外線検出器など) として使用でき、可視範囲に近い光やその他の電磁放射を認識したり、エネルギーの生成に加えて光量を評価したりできます。
太陽電池 (PV) セルが機能するには、次の 3 つの基本特性が必要です:
電子正孔対の形成をもたらす光の受容。
反対の種類の電荷キャリアが分離されています。
異なるキャリアが抽出され、電流に送られます。
太陽光発電 太陽電池
光が太陽光発電 (PV) セル (太陽電池とも呼ばれる) に当たると、光は反射されたり、消費されたり、そのまま通過したりします。 PV セルは半導体材料でできており、絶縁体よりも効果的に電気を伝導しますが、完全ではなく、金属のような良好な伝導体でもあります。
半導体が光にさらされると、エネルギーを吸収して電子に変換します。電子は材料内で負に帯電した粒子です。太陽電池は、太陽光を電気に変換するソーラーパネルの最も基本的なコンポーネントです。専門的に製造された太陽電池には、金属接続と特定の半導体物質の間に配置された無反射ガラスの層があります。半導体は光電感応するように設計されており、電子の流れを生成することによって光に反応します。これらの材料は高価ですが、はるかに手頃な価格で入手しやすい材料を使用して、自宅で独自の太陽電池を製造することができます.手作りの太陽電池は、科学コンテスト、教室でのデモンストレーション、さらには自分の小さな電子機器への電力供給にも最適です.
太陽電池の特性
太陽電池の特性は次のとおりです:
太陽電池の開回路電圧 (VOC) は、照度に依存しません。また、電流 I =0 のときはいつでも、太陽電池の両端に最大電圧が生成されます。
太陽電池の両端が短いときに太陽電池によって生成される最大電流は、短絡電流または ISC として知られています。
最大電力:これは次のグラフから推測できます:
太陽電池の動作原理
光起電力効果は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する現象です。半導体材料が照射されるたびに、光線からの一部の光子が結晶によって受け取られ、その結果、結晶内に多数の自由電子が生じます。これが光起電力効果の発電能力の主な理由です。光電池は、光起電力効果を利用して光エネルギーから電気を生成するシステムの基本コンポーネントです。シリコンは、太陽電池の製造において最も広く利用されている半導体材料です。シリコン原子には 4 つの価電子があります。
したがって、固体結晶内のすべてのシリコン原子は、その 4 つの価電子のそれぞれを隣のシリコン原子と共有し、それらの間で共有結合を形成します。この方法では、シリコン結晶中に四面体格子構造が形成される。光線が物質に到達すると、その一部は反射し、一部は物質内を通過し、残りは物質によって消費されます。
結論:
太陽はとてつもなく強力なエネルギー源であり、太陽光は地球が受け取る最も豊富なエネルギー源ですが、地表でのその強度は比較的低いです。単独の太陽電池は、太陽電池パネルとも呼ばれる太陽電池モジュールの電気部品として頻繁に使用されます
