Güneş Pillerinin Çalışma Şekli

Güneş pillerinin çalışma şekli en basit ifade ile güneşten gelen ışık yarı iletken malzemeye ulaşarak malzeme tarafından emilir yani ışık yarı iletken malzemeye geçer ve malzemedeki elektron bağlarını zayıflatır şeklinde özetlenebilir. 

Güneş enerjisi güneşten gelen ışınların, enerjilerin elektrik enerjisine dönüştürülmesi olayına denilir.

Güneş ışınlarının emilimi ile bir elektrik akımı meydana gelir. Yarı iletkenler üzerine koyulan metal toplayıcılar bu elektrik akımını toplarlar. Burada güneş ışığını soğuracak yarı iletken malzemenin yasak enerji aralığı, güneş spektrumu ile uyumlu ve elektrik yüklerinin bir birinden ayrılmasına izin verecek özellikte olmalıdır. Güneş pilleri, yüzeylerine güneşten düşen ışık ile uçlarında elektrik gerilimi oluşmasına yani fotovoltaik ilkeye dayalı olarak çalışırlar. Söz konusu bu fotovoltaik ilke, birer taşıyıcı yük çifti olan elektron- boşluk çiftinin oluşması- yasak enerji aralığına eşit veya daha büyük enerjili bir foton, yarı iletken tarafından soğurulduğu zaman enerjisini valans bandındaki bir elektrona vererek, elektronun iletkenlik bandına çıkması ve bu yük çiftlerinin elektrik alan yardımıyla birbirlerinden ayrılması olarak iki aşamada gerçekleşir.

Güneş pillerindeki herhangi bir yarı iletkende n-tipi ve p-tipi bölgeler oluşur. Burada güneş pili, elektonları n-tipi bölgesine, boşlukları da p-tipi bölgesine iten bir pompa gibi çalışır. Yani başlangıçta nötr olan n-tipi bölgeler negatif, p-tipi bölgeler pozitif yüklenmiş olur. Yarı iletkenin iki ucu bir dış devreye bağlandığında, bu yükler akarak elektik akımı oluştururlar. Elde edilen bu akım doğru akımdır ve fotoakım olarak adlandırılır. Foto akım güneş ışınları pil üzerine düştüğü sürece akmaya devam eder.

Güneş Pilleri Kullanım Alanları

  • Telekomünikasyon sistemleri
  • Haberleşme istasyonları
  • Ulaşım sektörü
  • Hava gözlem istasyonları
  • Bina içi yada dışı aydınlatma, sokak lambaları
  • Dağ evleri yada yerleşim yerlerinden uzaktaki evlerde TV, radyo, buzdolabı gibi elektrikli aygıtların çalıştırılmasında ve daha bir çok alanda kullanılmaktadır.

Güneş pilleri bedava ve temiz bir elektrik enerjisi sunduğu için bir çok alanda tercih edilmektedir. Yüksek verim, uzun ömürlü ve kolay montaj edilebilir olması da güneş pillerinin tercih edilme sebeplerindendir.