Probabilmente sapete che le piante ottengono energia dal sole attraverso le loro foglie in un processo chiamato fotosintesi.ma forse possiamo ottenere energia dal sole in un modo diverso - energia elettricaPotrebbe esserci una specie di "foglia" elettrica?
Una cella solare raccoglie la luce del sole e genera elettricità, proprio come una foglia fa per una pianta.

Il sole emette energia sotto forma di onde che possono variare in lunghezza, dalle onde ultraviolette corte, attraverso l'arcobaleno dello spettro visibile, alle lunghe onde infrarosse.Quando il sole splende, queste onde si muovono verso la terra e colpiscono la superficie delle celle solari.

La parte attiva di una cella solare è un wafer fatto di un materiale semiconduttore, tipicamente il silicio.ma può essere reso più conduttivo in determinate condizioni.

La parte dei semiconduttori della cella solare è composta da tre strati: lo strato superiore sottile contiene silicio e una quantità molto piccola di un elemento, come il fosforo, che ha più elettroni del silicio.Questo dà allo strato superiore un eccesso di elettroni che sono liberi di muoversi e rendere il materiale più conduttivoLo strato superiore è anche chiamato di tipo negativo, o n-tipo, in quanto favorisce la raccolta e il trasporto di elettroni.
Lo strato inferiore sottile contiene sia il silicio che un elemento, come il boro, che ha meno elettroni del silicio.rendendo quindi il materiale meno conduttivo per gli elettroniUn elettrone mancante può essere descritto come una carica positiva effettiva.poiché favorisce preferenzialmente la raccolta e il trasporto di queste cariche positive, chiamati anche "buchi".
Lo strato centrale del pensatore ha solo leggermente meno elettroni, rendendolo marginalmente di tipo p. Linee metalliche sottili, tipicamente di argento, sono stampate sullo strato superiore di tipo n,e lo strato inferiore di tipo p è a contatto con una piastra di alluminio.

Quando le onde luminose colpiscono la superficie superiore della cella solare in silicio,solo la luce con lunghezze d'onda da una finestra specifica dello spettro solare (350-1140 nm) viene assorbita nello strato medio della cella solareQuesta gamma di lunghezze d'onda include lo spettro visibile: le lunghezze d'onda ultraviolette sono così brevi che si fermano alla superficie,e le lunghezze d'onda infrarosse sono così lunghe che non possono essere assorbite e passano direttamente attraverso la cella o vengono riflesse indietroL'onda luminosa sgancia un elettrone da un atomo di silicio, liberandolo e lasciando un'area di carica positiva dove l'elettrone era.L'elettrone libero si muove poi verso l'alto e raggiunge lo strato superiore di tipo n, che accetta facilmente gli elettroni.

Allo stesso modo, il buco sciolto si muove verso il fondo e raggiunge lo strato inferiore di tipo p, che accetta prontamente i buchi.Ora che gli elettroni e i buchi sono stati separati, collegando un filo tra gli elettrodi metallici superiore e inferiore fornisce un percorso per gli elettroni per muoversi verso i fori.Una cella solare produce diversi watt di energiaQuesto può essere sufficiente per far funzionare una calcolatrice o un caricabatterie per telefono, ma non è sufficiente per far funzionare un tostapane, per esempio, che consuma mille watt.

Quindi, diverse celle solari sono collegate insieme per fare un pannello solare. Sono necessari diversi pannelli solari per generare abbastanza elettricità per alimentare una casa.Le celle solari sono un modo praticabile per convertire i raggi solari direttamente in elettricità che possiamo usareLe sfide future comprendono il miglioramento dell'efficienza con cui una cella solare converte la luce solare in elettricità e il rendere l'energia solare più economica.le celle solari producono elettricità solo durante il giornoI progressi nelle tecnologie solari presentano il potenziale per alimentare le nostre vite,Se lo lasciamo al sole.