Você esperaria que todos os comprimentos de onda do incidente de luz em uma célula solar sejam igualmente bons em emitir corrente?
Não, você não esperaria que todos os comprimentos de onda do incidente de luz em uma célula solar sejam igualmente bons na emissão de corrente. Aqui está o porquê:
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O efeito fotoelétrico: As células solares funcionam com base no efeito fotoelétrico. Quando a luz atinge um material semicondutor, os fótons com energia suficiente podem excitar elétrons, fazendo com que fluam e geram corrente. A energia mínima necessária para excitar um elétron é chamada de
banda gap do material.
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comprimento de onda e energia: A energia da luz é inversamente proporcional ao seu comprimento de onda. Comprimentos de onda mais curtos (como azul e ultravioleta) têm fótons de energia mais altos. Comprimentos de onda mais longos (como vermelho e infravermelho) têm fótons de energia mais baixa.
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Combinação de lacunas de banda: Um material de célula solar tem uma lacuna de banda específica. Somente fótons com energia maior ou igual à lacuna da banda terão energia suficiente para excitar elétrons e contribuir para a geração atual.
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Absorção e transmissão: Os fótons com energia menor que a lacuna da banda não serão absorvidos e simplesmente passarão pelo material. Os fótons com energia muito mais altos que a lacuna da banda podem ser absorvidos, mas seu excesso de energia é frequentemente perdido como calor.
Portanto: *
faixa ideal de comprimento de onda: Existe uma gama específica de comprimentos de onda (geralmente uma luz visível) que será mais eficaz na geração de corrente para um determinado material de célula solar.
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Perdas: Alguns comprimentos de onda serão ineficazes devido a estar abaixo da lacuna da banda, e outros terão perdas de energia devido a exceder a lacuna da banda.
Exemplo: As células solares de silício têm um espaço de banda de cerca de 1,1 eV. Eles são mais eficientes na conversão de comprimentos de onda no espectro visível. No entanto, eles absorvem mal no infravermelho e transmitem parte da luz azul e ultravioleta.
Conclusão: Para maximizar a eficiência, as células solares são projetadas para utilizar os comprimentos de onda da luz que melhor correspondem à lacuna de banda de seu material.