500w aurinkopaneeli

Aurinkopaneelien solut muuttavat auringon energiaa sähköksi

Auringonvalo koostuu pienistä hiukkasista, fotoneista, jotka säteilevät auringosta. Kun nämä osuvat aurinkokennon piiatomien päälle, ne siirtävät energiansa löysemmille elektroneille, koputtaen ne puhtaiksi atomeista. Fotoneja voidaankin verrata biljardipelin valkoiseen palloon, joka siirtää energiansa värillisiin palloihin.

Elektronien vapauttaminen on kuitenkin vain puolet aurinkokennon tehtävästä: sen täytyy vielä kuljettaa nämä harhaelektronit sähkövirraksi. Tämä edellyttää sähköisen epätasapainon syntymistä solussa, joka toimii vähän kuin kalteva taso, jossa elektronit virtaavat samaan suuntaan. Tämän epätasapainon luomisen mahdollistaa piin sisäinen organisointi.

Piiatomit on järjestetty yhteen tiukasti sidotussa rakenteessa. Puristamalla pieniä määriä muita elementtejä tähän rakenteeseen, luodaan kahta eri tyyppistä piitä: n-tyyppistä, jolla on varaelektroneja ja p-tyyppistä, jolta puuttuu elektroneja jättäen aukkoja paikoilleen. Kun nämä kaksi materiaalia sijoitetaan vierekkäin aurinkokennon sisällä, n-tyypin piin varaelektronit siirtyvät täyttämään p-tyyppisen piin aukot. Tämä tarkoittaa, että n-tyyppinen pii muuttuu positiivisesti varautuneeksi ja p- tyypin pii negatiivisesti varautuneeksi, luoden näin soluun sähkövarauksen. Koska pii on puolijohde, se voi toimia eristeenä ylläpitäen tätä epätasapainoa. Näin on luotu hallittu, aurinkoenergiasta sähköä tuottava yksikkö.

Tuo on elektro-kemiaa - elementtien perusvarausten asettamista ying ja yang konfiguraatioon anodiksi ja katodiksi. Fotosynteesi lienee kuitenkin tehokkain tunnettu valoenergian konversioprosessi.