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Piles solaires peuvent Charge à l'aide Incandescent Light?

Dans une cellule solaire, l'énergie des photons de longueurs d'onde de certains est convertie en courant électrique. Le soleil et les ampoules à incandescence de lumière émettent de la lumière aux longueurs d'onde nécessaires d'une cellule solaire. Par conséquent, vous pouvez utiliser des ampoules à incandescence à créer un courant dans une cellule solaire et la charge ainsi une batterie solaire. Mise sous tension d'une batterie solaire avec une ampoule à incandescence, cependant, est très inefficace.

L'effet photovoltaïque

  • Les cellules solaires travail basé sur les propriétés des matériaux semi-conducteurs. Le silicium et autres matériaux semi-conducteurs ont des liaisons atomiques très stables avec des pas d'électrons libres. Ingénieurs rendent ces composés impurs par eux dopage avec des quantités connues d'autres éléments. Ces impuretés créent des régions de matériau avec des électrons supplémentaires, appelés matériau de type n et des régions avec des trous d'électrons, appelés matériau de type p. Lorsque ces deux matériaux sont mis ensemble, une région, une limite appelée formulaires de jonction pn. La jonction pn garde porteurs de charge de se déplacer à travers à l'autre matériau. Quand une quantité suffisante de source d'alimentation externe est appliquée à la jonction, cependant, le semi-conducteur commence à conduire l'électricité. Dans une cellule solaire, à partir de photons lumineux excitent les particules dans la jonction pn, qui permet un courant de circuler à travers la cellule.

Longueur d'onde et de l'énergie

  • Pas toute la lumière a la même quantité d'énergie. L'énergie des photons est mesurée en électrons-volts, soit eV, ce qui est la quantité d'énergie qui a un électron se déplaçant dans un champ électrique d'un volt. Pour générer un courant dans une cellule solaire à base de silicium, un photon doit avoir au moins 1,12 eV d'énergie. Cette énergie sera exciter un électron à l'atome de silicium, ce qui crée d'autres porteurs de charge dans le semiconducteur. Photons d'un état d'énergie supérieure à 1,12 eV vont exciter les électrons, mais le reste de l'énergie vont chauffer la cellule solaire. De même, les photons avec moins de 1,12 eV d'énergie ne pourront chauffer la cellule. La longueur d'onde de la lumière qui a l'énergie idéale est dans le spectre infrarouge. Longueurs d'onde de la lumière ne possèdent pas suffisamment d'énergie pour exciter les électrons de silicium.

Ampoules à incandescence Vs. Lumière du soleil

  • Les deux ampoules à incandescence de lumière du soleil et émettent des photons avec une énergie suffisante pour créer un courant dans une cellule solaire. La température à la fois du soleil et des ampoules à incandescence est directement liée à sa puissance émise à différentes longueurs d'onde. Le soleil, à près de 6.000 kelvins (environ 10 340 degrés Fahrenheit), émet plus de sa puissance dans le spectre de la lumière visible. La lumière moyenne atteignant l'atmosphère de la Terre du soleil a une puissance d'environ 1360 watts par mètre carré. En revanche, la plupart des lampes à incandescence émettent de la lumière de l'ordre de 40 à 100 watts. Les filaments d'ampoules incandescentes rayonnent autour de 3.000 kelvins (environ 4.940 degrés Fahrenheit) et émettent également plus de leur puissance dans le spectre de la lumière visible. La différence de puissance signifie qu'il ya moins de photons émis par une ampoule à incandescence sont disponibles que dans la lumière du soleil.

Inconvénients à l'utilisation incandescente

  • En plus des différences de pouvoir drastiques entre le soleil et la lumière incandescente, les lampes à incandescence consomment aussi le pouvoir d'utiliser. Sauf l'ampoule est déjà utilisé pour autre chose - éclairage de la pièce, par exemple - de charger une batterie solaire avec il serait hautement inefficace. Si vous deviez utiliser une ampoule à incandescence pour alimenter la même cellule solaire à partir de laquelle il tire son alimentation, le circuit finirait par perdre le pouvoir dont il a besoin pour fonctionner.

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