تعد الطاقة الشمسية خيارًا ممتازًا سواء كنت ترغب في تقليل بصمتك الكربونية أو توفير المال على فاتورة الكهرباء. يتم تحويل الضوء وأنواع أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى طاقة بواسطة الخلايا الشمسية. لكن ماذا يحدث عندما يحل الظلام؟ هل يمكن شحن خلية شمسية بواسطة مصدر ضوء اصطناعي؟ ستقدم هذه المقالة إجابة لهذا الاستعلام بالإضافة إلى بعض الشرح لكيفية امتصاص الألواح الشمسية للضوء.
هل يمكن شحن الألواح الشمسية في حالة عدم وجود ضوء الشمس؟
قد يفاجئك معرفة ذلك تقنيًا ، نعم. بالإضافة إلى أشعة الشمس ، يمكن أيضًا شحن الألواح الشمسية بواسطة مصادر الضوء المرئي الأخرى. يمكن شحن الخلايا الشمسية عن طريق الإضاءة الاصطناعية مثل المصابيح الفلورية المتوهجة طالما أن الضوء قوي بدرجة كافية.
يحدد طيف معين من أطوال موجات الضوء ، الموجودة في كل من ضوء الشمس المباشر والضوء الاصطناعي ، الضوء الذي يمكن تحويله إلى طاقة شمسية. لذا فإن الإجابة على السؤال هي نعم ، نظريًا ، يمكن شحن الخلايا الشمسية بدون أشعة الشمس.
ومع ذلك ، فإن تقنية الخلايا الشمسية الحالية غير قادرة على تحويل الضوء الاصطناعي بشكل فعال إلى أي كمية قابلة للاستخدام من الطاقة (أعتقد أنك خمنت أن هذا كان قادمًا). دعونا نفحص كيفية التقاط الألواح الشمسية للضوء لتوضيح سبب عدم حدوث ذلك.
يتم استهداف ضوء الشمس بشكل خاص بواسطة الألواح الشمسية.
قد تنعكس الخلية الكهروضوئية (PV) ، والمعروفة أيضًا باسم الخلية الشمسية ، أو تمتص أو تمر عبر الضوء الذي يضربها.
تشكل المواد المستخدمة في أشباه الموصلات الخلية الكهروضوئية. عندما يتعرض أحد أشباه الموصلات للضوء ، يتم امتصاص طاقة الضوء ونقلها إلى إلكترونات أشباه الموصلات سالبة الشحنة. تمكن الطاقة الإضافية الإلكترونات من توصيل تيار كهربائي عبر المادة. يمكن استخدام هذا التيار لتزويد منزلك بالطاقة من خلال استخراجه عبر ملامسات معدنية موصلة ، وهي خطوط تشبه الشبكة على خلية شمسية.
تحدد كمية الطاقة التي يمكن أن تمتصها الخلية الشمسية من مصدر الضوء كفاءتها. تلعب صفات الضوء ، مثل شدته وأطوال موجته ، دورًا مهمًا في هذا. تمتلك الأطوال الموجية الأقصر طاقة أكبر من الأطوال الموجية الأطول.
تعد "فجوة النطاق" لأشباه الموصلات الكهروضوئية مكونًا مهمًا يحدد الأطوال الموجية للضوء التي يمكن أن تمتصها وتحويلها إلى كهرباء. سيؤدي ذلك إلى نطاق محدود من الأطوال الموجية ، مع تجاهل الخلية للأطوال الموجية الأطول والأقصر. يمكن لأشباه الموصلات أن تستخدم الطاقة المتاحة بشكل فعال إذا كانت فجوة النطاق الخاصة بها تتطابق مع الأطوال الموجية للضوء الساطع على الخلية الكهروضوئية.
تم إنشاء الخلايا الشمسية بهدف امتصاص الضوء. معظم الأجزاء المرئية من طيف ضوء الشمس ، وحوالي نصف طيف الأشعة تحت الحمراء ، وبعض الضوء فوق البنفسجي (وإن لم يكن كثيرًا ، مما يجعل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية من بين الأضواء الأقل كفاءة لشحن ضوء الشمس) كلها تستجيب للسيليكون التقليدي الخلايا الشمسية.
