> Berriak > Enpresaren Albisteak

Zer da fotobotaikoa?

2022-12-22

Fotovoltaikoa maila atomikoan argia elektrizitate bihurtzea da. Material batzuek argiaren fotoiak xurgatzea eta elektroiak askatzea eragiten duten efektu fotoelektrikoa deritzon propietatea erakusten dute. Elektroi aske horiek harrapatzen direnean, elektrizitate gisa erabil daitekeen korronte elektrikoa sortzen da.

Efektu fotoelektrikoa Edmund Bequerel fisikari frantses batek ohartu zuen lehen aldiz 1839an, eta jakin zuen zenbait material argiaren eraginpean korronte elektriko kopuru txikiak sortuko zirela. 1905ean, Albert Einsteinek argiaren izaera eta teknologia fotovoltaikoa oinarri duen efektu fotoelektrikoa deskribatu zuen, gerora Fisikako Nobel saria irabazi zuen. Lehenengo modulu fotovoltaikoa Bell Laboratories-ek eraiki zuen 1954an. Eguzki bateria gisa fakturatu zen eta gehienetan bitxikeria bat besterik ez zen, oso garestia baitzen erabilera zabala lortzeko. 1960ko hamarkadan, industria espaziala hasi zen espazio-ontzietan energia emateko teknologiaren lehen erabilera serioa egiten. Espazio programen bidez, teknologia aurreratu zen, fidagarritasuna ezarri zen eta kostua jaisten hasi zen. 1970eko hamarkadako energia-krisiaren garaian, teknologia fotovoltaikoak espazioaz kanpoko aplikazioetarako energia-iturri gisa aintzat hartu zuen.

Goiko diagramak oinarrizko zelula fotovoltaiko baten funtzionamendua erakusten du, eguzki-zelula ere deitzen zaiona. Eguzki-zelulak mikroelektronika industrian erabiltzen diren material erdieroale mota berdinez eginak daude, hala nola silizioa. Eguzki-zeluletarako, oblea erdieroale mehe bat bereziki tratatzen da eremu elektriko bat osatzeko, positiboa alde batetik eta negatiboa bestetik. Argi-energia eguzki-zelula jotzen duenean, elektroiak material erdieroalean dauden atomoetatik askatzen dira. Eroale elektrikoak alde positibo eta negatiboetara lotzen badira, zirkuitu elektriko bat osatuz, elektroiak korronte elektriko baten moduan har ditzakete, hau da, elektrizitatea. Elektrizitate hori karga bat elikatzeko erabil daiteke, adibidez, argia edo tresna bat.

Elkarri elektrikoki konektatuta eta euskarri edo marko batean muntatutako eguzki-zelula batzuei modulu fotovoltaiko deitzen zaie. Moduluak tentsio jakin batean elektrizitatea hornitzeko diseinatuta daude, adibidez, 12 voltioko sistema arrunt batean. Sortzen den korrontea moduluari zenbat argi jotzen duenaren menpe dago zuzenean.

Gaur egungo gailu fotovoltaiko ohikoenek juntura edo interfaze bakarra erabiltzen dute erdieroale baten barnean eremu elektrikoa sortzeko, adibidez fotovoltaiko zelula batean. Juntura bakarreko PV zelula batean, zelula-materialaren banda-hutsunearen berdina edo handiagoa den fotoiek soilik askatu dezakete elektroi bat zirkuitu elektriko baterako. Beste era batera esanda, juntura bakarreko zelulen erantzun fotovoltaikoa eguzkiaren espektroaren zatira mugatzen da, zeinaren energia material xurgatzailearen banda-hutsunearen gainetik dagoen, eta ez dira energia baxuko fotoiak erabiltzen.

Muga hori gainditzeko modu bat tentsio bat sortzeko bi (edo gehiago) zelula desberdin erabiltzea da, banda-hutsune bat baino gehiagorekin eta juntura bat baino gehiagorekin. Hauei "multijunkzio" zelula deitzen zaie ("kaskada" edo "tandem" zelula ere deitzen zaie). Multijunction gailuek guztizko bihurtze-eraginkortasun handiagoa lor dezakete, argiaren energia-espektro gehiago elektrizitate bihur dezaketelako.

Behean erakusten den bezala, multijunction gailu bat juntadura bakarreko zelula banakako pila bat da, banda-hutsunearen hurrenkeraren beheranzko ordenan (Adib). Goiko zelulak energia handiko fotoiak harrapatzen ditu eta gainontzeko fotoiak pasatzen ditu beheko banda-hutsuneko zelulek xurga ditzaten.

Multijunction zeluletan gaur egungo ikerketaren zati handi bat galio artsenuroan oinarritzen da osagai zeluletako bat (edo guztiak). Horrelako zelulak %35 inguruko eraginkortasunera iritsi dira eguzki-argia kontzentratuta. Multijunction gailuetarako aztertutako beste material batzuk silizio amorfoa eta kobre indio diseleniuroa izan dira.

Adibide gisa, beheko multijunction gailuak galio indio fosfuroaren goiko zelula bat erabiltzen du, "tunel-juntura" bat, zelulen arteko elektroien fluxua laguntzeko, eta galio artsenuroaren beheko zelula bat.

Aurrekoa:Zergatik joan beharko zenuke fotovoltaikora?

Hurrengoa:Zer moduz bidalketa-tasak?