Πιθανότατα γνωρίζετε ότι τα φυτά παίρνουν ενέργεια από τον ήλιο μέσω των φύλλων τους σε μια διαδικασία που ονομάζεται φωτοσύνθεση.Αλλά ίσως μπορούμε να πάρουμε ενέργεια από τον ήλιο με διαφορετικό τρόπο - ηλεκτρική ενέργειαΘα μπορούσε να υπάρχει κάποιο είδος ηλεκτρικού φύλλου;
Ένα ηλιακό κύτταρο συλλέγει το φως από τον ήλιο και παράγει ηλεκτρική ενέργεια - όπως ένα φύλλο παράγει ηλεκτρική ενέργεια για ένα φυτό.

Το ήλιο εκπέμπει ενέργεια με τη μορφή κυμάτων, τα οποία μπορούν να ποικίλλουν σε μήκος, από μικρά υπεριώδη κύματα, μέσω του ουράνιου τόξου του ορατού φάσματος, μέχρι μακρά υπέρυθρα κύματα.Όταν ο ήλιος λάμπει, αυτά τα κύματα κινούνται προς τη γη και χτυπούν την επιφάνεια των ηλιακών κυψελών.

Το ενεργό μέρος μιας ηλιακής κυψέλης είναι ένα πλακάκι φτιαγμένο από ένα ημιαγωγό υλικό, συνήθως το πυρίτιο.αλλά μπορεί να γίνει πιο αγωγός υπό ορισμένες συνθήκες..

Το λεπτό ανώτερο στρώμα περιέχει πυρίτιο και μια πολύ μικρή ποσότητα ενός στοιχείου, όπως ο φωσφόρος, που έχει περισσότερα ηλεκτρόνια από το πυρίτιο.Αυτό δίνει στο ανώτερο στρώμα ένα πλεόνασμα ηλεκτρονίων που είναι ελεύθερα να κινούνται και να κάνουν το υλικό πιο αγωγόΤο ανώτερο στρώμα ονομάζεται επίσης αρνητικός τύπος ή n-τύπος, καθώς ευνοεί τη συλλογή και τη μεταφορά ηλεκτρονίων.
Το λεπτό κάτω στρώμα περιέχει τόσο το πυρίτιο και ένα στοιχείο, όπως το βόριο, που έχει λιγότερα ηλεκτρόνια από το πυρίτιο.Έτσι το υλικό είναι λιγότερο αγωγό ηλεκτρονίων.Ένα χαμένο ηλεκτρόνιο μπορεί να περιγραφεί ως ένα αποτελεσματικό θετικό φορτίο.Καθώς ευνοεί κατά προτίμηση τη συλλογή και τη μεταφορά αυτών των θετικών φορτίων, που ονομάζονται επίσης "τρύπες".
Το μέσο στρώμα του στοχαστή έχει ελαφρώς λιγότερα ηλεκτρόνια, καθιστώντας το ελάχιστα p-τύπου.και το κάτω στρώμα τύπου p είναι επαφή με πλάκα αλουμινίου.

Όταν τα κύματα φωτός χτυπήσουν την επιφάνεια του ηλιακού πυρήνα,μόνο το φως με μήκη κύματος από συγκεκριμένο παράθυρο του ηλιακού φάσματος (350-1140 nm) απορροφάται στο μεσαίο στρώμα της ηλιακής κυψέληςΑυτό το εύρος μήκων κύματος περιλαμβάνει το ορατό φάσμα: τα υπεριώδη μήκη κύματος είναι τόσο κοντά, που σταματούν στην επιφάνεια,και τα υπέρυθρα μήκη κύματος είναι τόσο μακριά που δεν μπορούν να απορροφηθούν και να περάσουν μέσα από το κύτταρο ή να αντανακλαστούν πίσωΤο κύμα φωτός χτυπά ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο πυριτίου, αφήνοντας το ηλεκτρόνιο χαλαρό και αφήνοντας την περιοχή του θετικού φορτίου όπου ήταν το ηλεκτρόνιο.Το χαλαρό ηλεκτρόνιο μετακινείται προς την κορυφή και φτάνει στο επάνω στρώμα n-τύπου, το οποίο δέχεται εύκολα ηλεκτρόνια.

Ομοίως, η χαλαρή τρύπα κινείται προς το κάτω μέρος και φτάνει στο κάτω στρώμα τύπου p, το οποίο εύκολα δέχεται τρύπες.Τώρα που τα ηλεκτρόνια και οι τρύπες έχουν διαχωριστείΗ ροή των ηλεκτρονίων είναι ηλεκτρικό ρεύμα.Ένα ηλιακό κύτταρο παράγει αρκετά βατ ενέργειαςΑυτό μπορεί να αρκεί για να λειτουργήσει ένας αριθμομηχανής ή ένα φορτιστή τηλεφώνου, αλλά δεν αρκεί για να λειτουργήσει μια τοστιέρα, για παράδειγμα, η οποία χρησιμοποιεί χίλια Watt.

Έτσι, πολλά ηλιακά κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους για να κάνουν ένα ηλιακό πάνελ.Οι ηλιακές κυψέλες είναι ένας βιώσιμος τρόπος για να μετατρέψουμε τις ηλιακές ακτίνες απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμεΟι μελλοντικές προκλήσεις περιλαμβάνουν τη βελτίωση της αποδοτικότητας με την οποία η ηλιακή κυψέλη μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια και τη μείωση του κόστους της ηλιακής ενέργειας.Τα ηλιακά κύτταρα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μόνο κατά τη διάρκεια της ημέραςΟι εξελίξεις στην ηλιακή τεχνολογία παρουσιάζουν το δυναμικό να τροφοδοτήσουν τις ζωές μας.Αν το αφήσουμε στον ήλιο..