Masalah terbesar dengan lampu surya adalah bahwa mereka tidak bisa mendapatkan daya pada hari -hari hujan dan tidak dapat mempertahankan operasi normal. Begitu banyak pelanggan yang sering bertanya kepada kami: Bisakah umbi LED dalam ruangan dibebankan oleh lampu surya? Mungkin kita semua mengharapkan jawaban untuk pertanyaan ini adalah "ya", tapi sayangnya, jawabannya adalah "hampir tidak", selanjutnya mari kita jelajahi alasannya.
Bagaimana cara kerja panel surya?
Matahari memancarkan energi dalam bentuk gelombang yang panjangnya bervariasi, dari gelombang ultraviolet pendek hingga gelombang inframerah panjang, dan ketika sinar matahari bersinar, gelombang ini bergerak ke arah bumi dan mengenai permukaan panel surya.
Faktanya, sel surya terdiri dari tiga lapisan. Lapisan atas adalah silikon dan sejumlah kecil elemen yang memiliki lebih banyak elektron daripada silikon, seperti fosfor. Ini memungkinkan kelebihan elektron di lapisan atas untuk bergerak bebas, membuat material lebih konduktif. Oleh karena itu, lapisan atas juga disebut elektroda negatif atau lapisan N; Lapisan bawah berisi silikon dan elemen dengan elektron lebih sedikit daripada silikon, seperti boron, yang mengurangi jumlah elektron seluler di lapisan bawah, sehingga mengurangi konduktivitas bahan menjadi elektron. Elektron yang hilang dapat digambarkan sebagai muatan positif yang efektif, sehingga lapisan bawah juga disebut elektroda positif atau lapisan P.
Ketika cahaya menyinari permukaan panel surya silikon, gelombang cahaya yang diserap mengetuk elektron di lapisan tengah dari atom silikon, menyebabkan elektron melonggarkan dan meninggalkan area yang bermuatan positif di area asli elektron, dan kemudian elektron yang longgar bergerak ke arah lapisan N atas, lapisan ini mudah diterima elektron; Pada saat yang sama, muatan positif longgar bergerak ke bawah, mencapai lapisan P bawah. Lapisan ini lebih menerima biaya positif. Ini akan berlanjut selama ada sinar matahari.
Pada saat ini, jika kawat terhubung antara bagian atas dan bawah, saluran terbentuk untuk elektron untuk bergerak dari lapisan N ke lapisan P, maka arus terbentuk.
Apa panjang gelombang yang digunakan panel surya?
Kami baru saja menyebutkan bahwa hanya gelombang cahaya yang diserap yang dapat merobohkan elektron di lapisan tengah. Jadi berapa panjang gelombang cahaya yang bisa diserap oleh panel surya?
Bahkan, spektrum matahari dibagi menjadi cahaya yang terlihat dan cahaya yang tidak terlihat. Panjang gelombang cahaya tampak adalah 400 ~ 760nm. Lampu tak terlihat dibagi menjadi dua jenis: yang terletak di luar lampu merah disebut inframerah, dengan panjang gelombang lebih besar dari 760nm, hingga 5300nm; Yang terletak di luar cahaya ungu disebut ultraviolet, dengan panjang gelombang 290 ~ 400nm.
Setelah pengujian berulang oleh para ilmuwan, hanya cahaya dengan panjang gelombang 350-1140 nm diserap oleh lapisan tengah sel surya. Kisaran panjang gelombang ini mencakup seluruh spektrum yang terlihat, sejumlah kecil sinar ultraviolet dan sejumlah kecil sinar inframerah. Oleh karena itu, cahaya ultraviolet yang tersisa memiliki panjang gelombang yang sangat pendek dan hanya dapat tetap di permukaan. Cahaya inframerah yang tersisa memiliki panjang gelombang yang sangat panjang dan akan melewati langsung melalui sel surya dan tidak dapat diserap.
Apa perbedaan antara cahaya buatan dan sinar matahari?
Spektrum surya adalah spektrum kontinu yang dipancarkan oleh matahari. Ini berisi cahaya dari berbagai panjang gelombang dari ultraviolet ke inframerah, dan spektrumnya kontinu tanpa gangguan atau hilang.
Sebaliknya, spektrum sumber cahaya buatan bervariasi karena prinsip pendaran yang berbeda. Misalnya, spektrum sumber cahaya linier seperti lampu merkuri relatif tunggal dan terutama terdiri dari cahaya dari panjang gelombang tertentu, biasanya ungu. Sumber cahaya LED menghasilkan cahaya putih dengan mencampur merah, hijau dan biru atau menggunakan fosfor. Spektrum sumber cahaya LED tersebut biasanya tidak kontinu, tetapi terkonsentrasi dalam rentang panjang gelombang tertentu.
Selain itu, dalam hal rendering warna, sinar matahari berisi seluruh spektrum cahaya yang terlihat, sehingga dapat secara akurat mewakili warna asli bahan. Beberapa sumber cahaya buatan mungkin tidak dapat sepenuhnya mengembalikan warna -warna tertentu, menyebabkan benda tampak berbeda dalam warna di bawah sumber -sumber cahaya ini daripada di bawah sinar matahari.
Mengapa foton cahaya memindahkan elektron di dalam panel surya?
Cahaya memungkinkan elektron dalam panel surya bergerak karena efek fotolistrik antara cahaya dan elektron. Efek fotoelektrik adalah proses fisik. Ketika cahaya bersinar di permukaan panel surya, elektron pada permukaan panel surya menghasilkan muatan dengan menyerap energi foton.
Seperti yang baru saja kami sebutkan, permukaan panel surya terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon. Ketika sinar matahari bersinar pada panel surya, foton berinteraksi dengan atom atau molekul pada permukaan bahan semikonduktor, dan energi foton ditransfer ke elektron dalam bahan semikonduktor menyebabkan tingkat energi elektron meningkat. Ketika energi elektron ini mencapai tingkat tertentu, mereka dapat memisahkan dari padatan untuk membentuk elektron bebas dan ion positif. Elektron bebas ini dapat bergerak bebas di dalam sirkuit panel surya, menciptakan arus listrik.
Jadi dapatkah foton elektron cahaya bergerak buatan di semikonduktor? Jawabannya adalah ya, tetapi karena ada perbedaan yang signifikan antara foton dalam cahaya buatan dan foton dalam cahaya alami, efek pengisian panel surya melalui cahaya buatan akan sangat buruk.
Apa perbedaan dalam foton di bawah sinar matahari dan cahaya buatan?
Sinar matahari adalah sumber cahaya alami dengan daya radiasi yang sangat tinggi. Jumlah foton yang dipancarkan per detik sangat besar, sehingga energi radiasi per detik juga sangat besar. Selain itu, spektrum surya berisi berbagai jenis cahaya dari ultraviolet ke inframerah. Panjang gelombang cahaya membuat distribusi energi foton relatif lebar.
Sebaliknya, kekuatan radiasi sumber cahaya buatan biasanya jauh lebih rendah karena spektrum sumber cahaya buatan terutama terkonsentrasi dalam rentang panjang gelombang tertentu. Ini berarti bahwa jumlah foton yang dipancarkan oleh sumber cahaya buatan tidak hanya lebih kecil secara keseluruhan, tetapi juga lebih banyak didistribusikan dalam kisaran panjang gelombang tertentu.
Jadi, secara keseluruhan, ada jauh lebih banyak foton di bawah sinar matahari daripada di sumber cahaya buatan. Ini menjelaskan mengapa panel surya mengisi lebih efisien di luar ruangan di bawah sinar matahari penuh, karena sinar matahari menyediakan lebih banyak foton untuk mengaktifkan elektron dalam sel fotovoltaik.
Kesimpulan
Setelah mengatakan ini, kami percaya semua orang sudah jelas. Berdasarkan prinsip kerja panel surya, apa yang dibutuhkan sudah cukup dan foton yang didistribusikan secara luas dalam spektrum surya untuk memaksimalkan pembentukan arus melalui efek fotolistrik. Namun, sumber cahaya buatan saat ini tidak dapat memenuhi persyaratan kondisi sinar matahari, oleh karena itu, sangat sulit untuk menggunakan sumber cahaya buatan untuk mengisi daya panel surya.
