Kan Solar batterijen op te laden met behulp van gloeilampen

? In een zonnecel , wordt de energie van fotonen van bepaalde golflengten omgezet in elektrische stroom . Zowel de zon als gloeilampen licht uitzenden op de vereiste van een zonnecel golflengten . Daarom kunt u gloeilampen gebruiken om stroom in een zonnecel te maken en daardoor een zonne- batterij op te laden . Voeden van een zonne-batterij met een gloeilamp , is echter zeer inefficiënt . Het fotovoltaïsch effect

Zonnecellen werken op basis van de eigenschappen van halfgeleider materialen . Silicium halfgeleiders en andere materialen hebben een zeer stabiele atomaire obligaties zonder vrije elektronen . Ingenieurs maken deze verbindingen onzuiver door doping hen met bekende hoeveelheden van andere elementen . Deze onzuiverheden creëren gebieden van materiaal met extra elektronen , zogenaamde n -type materiaal en gebieden met elektronen gaten , genoemd p -type materiaal . Wanneer deze twee materialen met elkaar worden , een grensgebied zogenaamde pn-overgang vormt . De pn-overgang houdt ladingsdragers van over verhuizen naar het andere materiaal . Wanneer een voldoende hoeveelheid externe spanning staat op de kruising echter de halfgeleider gaat om elektriciteit te geleiden . In een zonnecel , fotonen uit licht prikkelen de deeltjes in de pn-overgang , waardoor een stroom vloeien in de cel .
Golflengte en energie

Niet alle licht heeft dezelfde hoeveelheid energie . De energie van fotonen wordt gemeten in elektronvolt , of eV , dat de hoeveelheid energie die een elektron vrij verkeer in een elektrisch veld van een volt . Een stroom in een op silicium gebaseerde zonnecel genereren , moet een foton ten minste 1,12 eV energie . Deze energie zal een elektron in het silicium atoom prikkelen , waardoor er meer ladingsdragers in de halfgeleiderindustrie . Fotonen van een hogere energietoestand dan 1,12 eV prikkelen elektronen , maar de rest van de energie zal de zonnecel verwarmen . Evenzo zullen fotonen met minder dan 1,12 eV energie alleen warmte de cel . De golflengte van licht die het ideale energie heeft in het infraroodspectrum . Langere golflengten van het licht niet over voldoende energie om het silicium elektronen wekken .
Gloeilampen Vs . Zonlicht

Zowel de zon en gloeilampen zenden fotonen met voldoende energie om stroom in een zonnecel te maken. De temperatuur van zowel de zon en gloeilampen is direct gerelateerd aan de uitgestraalde vermogen bij verschillende golflengten . De zon , op bijna 6000 kelvin ( ongeveer 10.340 graden Fahrenheit ) , zendt het grootste deel van zijn macht in het zichtbare lichtspectrum . De gemiddelde licht die de atmosfeer van de aarde van de zon heeft een vermogen van ongeveer 1360 watt per vierkante meter . Daarentegen meeste gloeilampen licht emitteren in de orde van 40 tot 100 watt . De filamenten van gloeilampen stralen rond 3000 kelvin ( ongeveer 4940 graden Fahrenheit ) en zenden ook het grootste deel van hun macht in het zichtbare lichtspectrum . Het verschil in kracht betekent dat er minder fotonen die door een gloeilamp dan er beschikbaar zijn in het zonlicht .
Nadelen aan het gebruik gloeilamp

Naast de drastische macht verschillen tussen zonlicht en gloeilampen , gloeilampen verbruiken ook stroom te gebruiken . Tenzij de lamp wordt al gebruikt voor iets anders - verlichting , bijvoorbeeld - het opladen van een zonne- batterij met het zou zeer inefficiënt zijn. Als je om een gloeilamp te gebruiken om dezelfde zonnecel waaruit het trekt macht macht , zou het circuit uiteindelijk verliest de kracht die het nodig heeft om te functioneren .