التيار المظلم في الخلايا الكهروضوئية

ما هي الخلايا الكهروضوئية؟

بينما يمكن للخلايا الكهروضوئية استخدام أي مصدر ضوئي لتوليد التيار الكهربائي. هل تعلم أن أول خلية كهروضوئية صنعت لتأمين الطاقة للأقمار الصناعية. استخدمها الروس لقمرهم الصناعي Sputnik 3 في العام 1957. لكن قبل ذلك، اكتشف العالم الفرنسي إدموند بيكيريل Edmund Bequerel في عام 1839 أن بعض المواد تنتج كميات صغيرة من الكهرباء عند تعريضها لضوء الشمس.

كيف تؤثر الخلايا الكهرضوئية على التيار الكهربائي؟

تاثير الخلايا الكهرضوئية يرجع إلى تحفيز فوتونات الضوء الإلكترونات للانتقال من مستوى طاقة اقل إلى مستوى طاقة أعلى وبذلك نحصل على التيار الكهربائي. وقد لوحظ لأول مرة تاثير الخلايا الكهرضوئية بواسطة الكسندر-ادمون بيكر في عام 1839.

كيف تحول الخلايا الكهروضوئية الإشعاع الشمسي إلى تيار كهربائي مستمر؟

حيث تحول الخلايا الكهروضوئية الإشعاع الشمسي بصورة مباشرة إلى تيار كهربائي مستمر، علماً أن هذه الخلايا تكون مصنوعة من مواد تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية أشباه الموصلات مثل السيليكون أو الجرمانيوم.

ما الفرق بين الخلايا الكهروضوئية أحادية البلورة والمتعددة البلورة؟

خلايا السيليكون الكهروضوئية أحادية البلورة ومتعددة البلورة: تتكون الخلايا الأحادية البلورة من بلورة سيليكون واحدة، يكون تدفق الإلكترونات المتولد بفعل التأثير الكهروضوئي مهمة سهلة، في المقابل الخلايا ذات البلورات المتعددة المصنوعة من إذابة شظايا بلورات السيليكون متعددة البلورات ما يزيد من صعوبة تدفّق التيار الكهربائي.

كيف تحصل الخلايا الكهروضوئية على الطاقة الكهربائية؟

لا تحتاج الخلايا الكهروضوئية بالضرورة إلى ضوء الشمس لتحويل الضوء إلى طاقة كهربائية، حيث يمكنها أيضًا تحويل مصدر اصطناعي للضوء إلى طاقة كهربائية، وتشمل الخطوات المتضمنة في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الخلايا الكهروضوئية ما يلي: [١] يتم امتصاص الضوء بواسطة إلكترونات المادة (السيليكون عادةً)، مما يؤدي إلى تكوين زوج إلكترون-ثقب (electron-hole).

كيف يتم توليد التيار الكهربائي في الخلية الكهروضوئية؟

تمتص مادة الخلية الكهروضوئية الأشعّة الضوئية حيث تصطدم هذه الأشعة بالإلكترونات الحرة للسيليكون (الكترونات الطبقة السطحية لذرة السيليكون) مسببة تحررها. تلتقط هذه الالكترونات لتوليد التيار الكهربائي عند اكتمال الدارة الكهربائية بوصل ناقلين إلى الطرف الموجب والطرف السالب. وبذلك نستطيع الاستفادة من التيار المولّد.