Efectul fotovoltaic
Apariția unei tensiuni și a unui curent electric într-o joncțiune semiconductoare atunci când aceasta absoarbe fotoni cu energie mai mare decât banda interzisă a materialului.
Efectul fotovoltaic, observat prima dată de Edmond Becquerel în 1839, stă la baza fizică a oricărei celule solare. Un foton cu energie mai mare decât banda interzisă a semiconductorului ridică un electron din banda de valență în banda de conducție și lasă în urmă un gol încărcat pozitiv. Câmpul electric intern al joncțiunii p-n separă perechea înainte să se recombine, iar sarcinile separate generează curent printr-un circuit exterior.
Siliciul cristalin are o bandă interzisă de 1,12 eV, deci absoarbe lumina până la circa 1.100 nm. Două pierderi impun un plafon ferm al randamentului: fotonii sub banda interzisă trec nefolosiți, iar surplusul de energie al fotonilor energetici se pierde sub formă de căldură (termalizare). Limita Shockley-Queisser pentru o singură joncțiune, sub spectrul AM1.5, este de circa 33,7% la o bandă interzisă ideală de aproximativ 1,34 eV; pentru siliciu, ținând cont de recombinarea Auger, limita practică este de circa 29,4% (Richter et al., 2013).
Structurile multijoncțiune și tandem, precum perovskitul pe siliciu, suprapun materiale cu benzi interzise diferite ca să reducă termalizarea și să treacă de limita unei singure joncțiuni.
Termeni înrudiți
Toți termenii →- Celulă fotovoltaică
Dispozitiv semiconductor, de obicei o placă de siliciu dopată cu contacte metalice, care transformă lumina soarelui direct în curent continuu prin efect fotovoltaic.
- Celulă solară cu perovskit
O celulă solară al cărei absorbant este un compus metal-halogenură cu structura cristalină a perovskitului, cu bandă interzisă ajustabilă, procesare ieftină și creșteri foarte rapide de randament.
- Siliciu monocristalin
Siliciu crescut ca un singur cristal continuu, de obicei prin metoda Czochralski, din care se obțin plachetele cu cel mai mare randament, azi tipul dominant în fotovoltaice.
- Iradianță
Puterea solară instantanee primită pe unitatea de suprafață, măsurată în wați pe metru pătrat (W/m²).
- Condiții standard de testare (STC)
Condițiile de referință pentru puterea nominală a modulelor PV: iradianță de 1.000 W/m², temperatura celulei de 25 °C și spectrul solar AM1.5G.