فتوسل

[spow 44197]

نور مي تواند به الكترونهاي موجود در يك فلز انرژي بدهد و موجب شود كه اين الكترونها با انرژي جنبشي خاصي سطح فلز را ترك كنند . چون فلز در بدو امر بدون بار است از دست رفتن الكترونها در فلز بار مثبت به جا مي گذارد . هر گاه يك رسانا در جايي گذاشته شود كه بتواند الكترونها را جمع آوري كند اين رسانا بار منفي پيدا مي كند . چنين وسيله اي كه چشم الكتروني ناميده ميشود مي تواند براي توليد جريان الكتريكي از نور خورشيد مورد استفاده قرار گيرد . توجه داشته باشيد كه وقتي تجمع بار زياد مي شود الكترونها به علت بار منفي موجود در كلكتور رانده مي شوند ( و بار فلز فرار الكترونها را مشكل تر مي كند) و در نتيجه الكترونها سرگردان شده و به راه ( نادرستي ) مي روند . آن چه براي رفع اين مشكل لازم است نوعي (راهرو يك طرفه ) است كه امكان مي دهد الكترون ها فقط در يك جهت جريان پيدا كنند . اين كار تا اندازه محدودي با ساختن صفحه اي حساس به نور ، از فلزي كه الكترونها ي خود را به سهولت آزاد كند ، و ساختن كلكتوري از يك فلز كه چنين خاصيتي را نداشته باشد ، انجام مي شود .اما تاكنون چشمي الكتروني كه بتواند به عنوان يك منبع انرژي مفيد به كار آيد ساخته نشده است . يك ( راهرو يك طرفه ) بهتر ممكن است به صورت ساندويچي از دو لايه ماده متفاوت ساخته شود به طوري كه نور را جذب كند و الكتريسيته را بسيار بهتر از يك عايق ولي نه به خوبي يك فلز هدايت كند . سيليسم و ژرمانيوم نمونه هاي خوبي از اين گونه موادند ( كه نيم رسانا ناميده مي شوند) . خاصيت اتصالي بين دو نيم رسانا ي مناسب اين است كه جريان الكتريكي در آن ها فقط در يك جهت مي تواند جريان پيدا كند.هرگاه نور به اتصال مذكور برخورد كند ، همچنان كه درباره چشم الكتروني ديديم ، سبب جدايي بار مي شود . جدايي بار بين دو لايه اختلاف پتانسيل ايجاد مي كند ، اين فرايند را اثر فوتوولتايي مي‌گويند زيرا نور ولتاژ ايجاد مي كند . هرگاه مداري آن دو را به هم متصل كند ولتاژ جريان الكتريكي به وجود مي‌آورد . اين(ساندويچ )را فوتوسل يا سلول خورشيدي مي نامند .چند چيز مانع مي شود كه سلول خورشيدي تمام انرژي نور را به الكتريسيته تبديل كند . نخست آن كه مقداري از نور باز تابيده مي شود و مقداري از آن هم به طور مستقيم از سلول مي گذرد ، اين نور هرگز مورد استفاده سلول قرار نمي گيرد . دوم آن‌كه هرچند اتصال مذكور (راهروي يك طرفه ) خوبي است ولي كامل نيست . بدين معني از بارهاي + و – ايجاد شده در واقع بار ديگر درون سلول با هم تركيب مي‌شوند اين زاييده را (بار تركيب) مي‌گويند . نتيجه كلي اين رويداد آن است كه مقداري از انرژي به الكتريسيته تبديل نشده بلكه سبب گرم كردن سلول مي شود .پژوهشگران در اين‌باره دو هدف عمده را براي اصلاح سلولهاي خورشيدي دنبال مي كنند .

 

1 - باز تركيب بارهاي + و – را كاهش ميدهند تا سلول در حد ممكن كارآيي پيدا كند .

 

2- سلول هايي بسازند كه توليد انبوه آن‌ها به طور ارزان امكان پذير باشد .