الأثر الكهروضوئي

^مقدمة:

يسمى إنتاج الطاقة الكهربائية من تحويل الطاقة الضوئية بالأثر الكهروضوئي، وتستخدم لهذه العملية خلايا تسمى بالخلايا الكهروضوئية، وتقوم بإعطاء تيار كهربائي مستمر تتناسب شدته مع شدة الإشعاع الضوئي الساقط عليه، وتسمى هذه الخلايا أيضاً بالخلايا الكهروشمسية لأنها تستخدم بشكل أساسي للاستفادة من ضوء الشمس.^

**الأثر الكهروضوئي:**

& الأثر الضوئي هو امتصاص الجسم الصلب للطاقة الكهرومغناطيسية أو الضوئية، أما الأثر الكهروضوئي هو العملية الفيزيائية لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية، ويمكن التعبير عن هذا المصطلح بشكل أدق بأنه انتقال الطاقة من الفوتونات إلى الالكترونات لتكتسب طاقة كافية على التحرر من الذرة والتحرك وبالتالي تتحول الطاقة الكهرومغناطيسية للفوتون إلى طاقة كامنة وحركية للإلكترون، وهنا ينتقل الالكترون في الذرة من مستوى التكافؤ إلى مستوى النقل لكنه يبقى ضمن المادة، وبسبب تشكل زوج من الثقب-الكترون تزداد ناقلية هذه المادة للتيار الكهربائي.

وهو المبدأ الذ تقوم الخلية الكهروشمسية من خلاله بتحويل ضوء الشمس الساقط عليها مباشرة إلى كهرباء، وتعمل هذه الخلايا بأي وقت تتعرض فيه لأشعة الشمس، لكن الكهرباء تكون أكبر مع زيادة كثافة الأشعة الضوئية وعندما تقع عليها بشكل عمودي، وعلى عكس الطاقة الحرارية الشمسية يتم هنا توليد الكهرباء بشكل مباشر.

عندما تسقط الأشعة الشمسية على الخلية الكهروشمسية المكونة من وصلة p-n من مادة نصف ناقلة وغالباً السيليكون، ينعكس جزء منها، وينفذ جزء آخر عبرها، والجزء الأكبر يتم امتصاصه، وعندما يُمتص الفوتون تنتقل طاقته إلى الكترونات ذرات الخلية الكهروشمسية والتي تكون مكونة من مادة نصف ناقلة، وتصبح هذه الالكترونات قادرة على الهرب من الذرات تاركةً في مكانها في الذرات ثقوباً تجذب الكترونات أخرى وتسبب حركتها، حيث تنتقل الالكترونات إلى منطقة نصف الناقل من النوع n، والثقوب إلى نصف الناقل من النوع p، وفي هذه النقطة يتم تجميع