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光子が太陽電池を打つとどうなりますか?

光子が太陽電池を襲ったときに起こることの内訳は次のとおりです。

1。光子吸収:

* 光子のエネルギー: 光子はエネルギーを運び、エネルギーの量は光子の波長(色)に依存します。日光には、さまざまな波長にわたって光子が含まれています。

* 太陽電池の材料: 太陽電池は、特定の波長の光を吸収できる特定のエネルギーレベルを持つシリコンのような材料で作られています。

* 「ノックアウト」: 十分なエネルギーを持つ光子が太陽電池の材料に当たると、その原子から電子を緩めます。この電子は自由電子になり、材料内を移動できます。

2。電子ホールペアの形成:

* 「穴」: 電子を失った原子は現在正電荷になり、電子がある「穴」が作成されます。

* ペア: この電子穴ペアは、太陽電池が生成する電流の基礎です。

3。分離と収集:

* p-nジャンクション: 太陽電池は、2つの異なるタイプのシリコン(PタイプとN型)で構築され、内部電界を作成します。このフィールドは、自由電子をN型側に向かって、P型側に向かって穴を強制する障壁のようなものです。

* 流れる充電: 分離された電子と穴は、電流を作成します。この電流は、デバイスの電源を入れるために活用して使用できます。

4。 「未使用の」光子:

* すべての光子が等しいわけではありません: 太陽電池に当たるすべての光子が、電子穴ペアを作成するのに十分なエネルギーを持っているわけではありません。エネルギーが低い光子は、単にセルを通過します。

* エネルギー損失: ペアを作成する光子からのエネルギーの一部は、熱として失われる可能性があります。

単純化された類推:

水車のような太陽電池を想像してください。光子は水滴のようなもので、電子ホールのペアはホイールの回転のようなものです。十分な力を持つ水滴のみが車輪を回すことができます(電気を生成します)。

覚えておくべきキーポイント:

* 太陽光発電効果: 太陽電池を攻撃し、電流を作成する光子のプロセス全体は、太陽光発電効果と呼ばれます。

* 効率: 太陽電池の効率は、光子をどれだけうまく吸収して利用できるかに依存します。

* 波長依存性: 異なる材料は、さまざまな波長の光を吸収するのに優れており、太陽電池の全体的な効率に影響を与えます。

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