תא פוטו-וולטאי
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
תא פוטו-וולטאי הוא התקן להפקת אנרגיה חשמלית על ידי קליטת קרינה אלקטרומגנטית.
תוכן עניינים |
[עריכה] מבנה התא הפוטו וולטאי
התא הפוטו וולטאי הנפוץ ביותר בנוי משתי שכבות צורן שבכל אחת עקבות של יסוד נוסף. לצורך הדוגמה בשכבה העליונה העקבות הן של היסוד ארסן ובתחתונה הן של היסוד בורון. לאטום צורן ארבעה אלקטרונים ברמה החיצונית והוא יוצר קשרים קוולנטיים עם ארבעה אטומי צורן אחרים. לארסן חמישה אלקטרונים ברמה החיצונית, לכן ישנו אלקטרון "מיותר" בשכבה העליונה, אשר לא משתתף במבנה של הצורן. לכן ניתן לומר ששכבה זו שלילית למחצה. לבורון שלושה אלקטרונים ברמה החיצונית, לכן נוצרים "חורים" במבנה הצורן ברמה החיצונית. לכן ניתן לומר ששכבה זו חיובית למחצה. משום כך ישנה משיכה כימית בין השכבות, כאשר אלקטרון הארסן שואף להגיע אל 'חורי' הבורון.
[עריכה] אופן הפעולה
כאשר גלים באורך המתאים נקלטים בשכבה העליונה, האלקטרונים ה'מיותרים' שבה משתחררים ממשיכת הגרעין והופכים חופשיים. המשיכה הרבה של השכבה התחתונה גורמת לאלקטרונים החופשיים לנוע מהשכבה העליונה דרך המוליך אל השכבה התחתונה. הדבר יוצר יונים חיוביים (קטיונים) של ארסן בשכבה העליונה, ויונים שליליים (אניונים) של בורון בשכבה התחתונה. עובדה זו גורמת למשיכה בין היונים ובעקבות כך למסירת אלקטרונים מהשכבה התחתונה אל העליונה. מעגל זה יימשך כל עוד מקור האור זמין.
ניתן להשתמש בתהליך זה כאשר מחברים למוליך מכשיר חשמלי כלשהו.
[עריכה] יישומים
אספקת חשמל לתחנות חלל וללוויינים, למבנים או למכשירי חשמל מבודדים (בישראל ניתן לראות תאים פוטו-וולטאים מותקנים על עמודי תאורה ליד תחנות הסעה מבודדות) ועוד.
