Güneş Pili Nasıl Çalışır?

Işık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardan birisi de güneş hücreleridir. İlk güneş hücresi ise 1954 yılında Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller ve Gerald Pearson tarafından Bell Laboratuvarları’nda geliştirildi. Günümüzde pek çok alanda enerji elde etmek için güneş gözelerinden yararlanılıyor.

Özellikle uzay araçlarında ve Dünya’nın etrafında dönen uydularda, ana enerji kaynağı olarak güneş hücreleri kullanılıyor. Bu cihazlar yüksek güç/ağırlık oranlarına sahip olmanın yanı sıra uzay aracında herhangi bir değişikliğe gerek duyulmadan görev süresinin uzatılmasına da imkân veriyor.

Önerilen Yazı: Güneş Enerji Sistemi Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?

Güneş Hücrelerinden Elektrik Akımı Nasıl Oluşuyor?

Güneş ışığındaki fotonlar hücre içerisindeki yarı iletken malzemeler tarafından soğuruluyor. Ardından fotonlar tarafından uyarılan elektronlar doğrudan ısı enerjisi yayıyor veya bir elektro da ulaşana kadar hücre içerisinde hareket ediyor. İşte bu hareket sırasında da elektrik akımı oluşturuluyor.

Çok sayıda güneş hücrenin bir araya gelmesiyle oluşan cihazlarla günlük hayatta kullanılabilecek büyüklükte elektrik akımları elde etmek mümkündür. Güneş hücreleri tarafından üretilen doğru akım, dalgalı akıma da dönüştürülebilir. Fransız fizikçi Edmond Beckerel, 1839 yılında fotovoltaik olayı deneysel olarak gözlemlemişti. İlk güneş hücresi 1873 yılında geliştirildi. Charles Fritts’in yarıiletken selenyumu ince bir altın katmanıyla kaplayarak ürettiği cihazın verimi ancak %1 civarındaydı.

Önerilen Yazı: İlk Modern Güneş Gözesi ve Kullanım Alanı

Güneş gözeleri içerdikleri yarıiletken malzemeye göre adlandırılır. Bu malzemeler, gözenin kullanıldığı yere göre, üzerlerine düşen ışığı en verimli biçimde soğurmak için tasarlanır. Örneğin yeryüzünde kullanılmak için tasarlanmış güneş gözeleri uzayda kullanılmak için tasarlanmış güneş gözelerinden farklıdır. Çünkü Dünya’nın atmosferi Dünya’ya gelen ışığın bir kısmının yeryüzüne ulaşmasını engeller. Uzun yıllara yayılan araştırma geliştirme faaliyetleri sayesinde zamanla güneş gözelerinin verimi artarken üretim maliyetleriyse azaldı. Günümüzde silikon güneş gözelerinin verimi %25’i, perovskit güneş gözelerinin verimiyse %20’yi aştı.