עיקרון הפעולה של תא פוטו וולטאי מסוים. הכותרת נערכה

[gadik6]

במסגרת קורס כלשהו אני עושה פרויקט בנושא שתל לרשתית, וחלק (משמעותי) מהשתל הוא מטריצה של תאים פוטו וולטאים אשר אמורים להמיר אור (פוטונים) לזרם חשמלי (מצורף צילום של מערכת התאים הפוטו וולטאים).

 

לפי מה שאני מבין (וקראתי), פגיעה של פוטונים בתא סולארי גורמת להיווצרות שדה חשמלי בין 2 האזורים שלו (p ו-n), ולזרם חשמלי במידה והוא מחובר לאיזשהו מוליך.

בתא המדובר יש למעשה חיבור של 3 דיודות בטור (כלומר 3 תאים סולאריים בטור), האם הדבר למעשה שקול לחיבור של 3 מקורות מתח בטור (כלומר סכימה שלהם)?

 

ושאלה נוספת - מטריצת התאים אמורה להיות צמודה לרקמה (אותה היא אמורה לגרות) ולשבת על "בסיס" של סיליקון, וזרם אמור לזרום מהאלקטרודה במרכז לתוך הרקמה ואז לחזור (חלק ממנו הולך לאיבוד) חזרה למעגל. האם הדבר עובד כמו בטרנזיסוטר והמתח שנוצר על ידי הדיודות גורם לפריצה שלו ולמעבר זרם?

אם כן, כיצד נמנעים מזליגת זרם בין פיקסלים סמוכים (אולי זה שהמתח באלקטרודות ההחזרה די דומה מונע את הזליגה, או שמא יש צורך להשתמש בחומר מבודד כלשהו)?

 

תודה.

[gadik6]

אולי בכל זאת יש כאן איזה מהנדס חשמל באולם?

[אביב]

אני אענה בתמצית על החלק הראשון של השאלה (אגב אתה מוזמן לקרוא בהרחבה ברשת ובספרות על האפקט הפוטוולטאי):

בתא פוטוולטאי פגיעת אור גורמת לגנרציה של זוגות אלקטון-חור (הסיבה היא שאנרגיית האור הפוגע גדולה מערכו של הפס האסור ואז אלקטרונים עוברים מפס הערכיות לפס ההולכה).

נושאי המטען נעים בדיפוזיה אל הצומת (שהוא צומת P-N טיפוסי) בו קיים שדה חשמלי חזק. עקב השדה החשמלי נושאי המטען מופרדים ויוצרים זרם במעגל החיצוני. זה ההסבר על קצה המזלג...

 

תא פוטוולטאי איננו מקור מתח ולא מקור זרם, אלא הוא מקור "רך" ועוצמת המתח והזרם תלויה בעוצמת האור הפוגע, בטמפ' ובעומס החיצוני. אתה יכול לבדוק כיצד נראית סכמה תמורה לתא פוטוולטאי. האופיין דומה מאד לאופיין של דיודה, הפוך כלפי ציר ה-X ומורם למעלה. חיבור 3 תאים בטור משמעותו שהזרם במעגל זהה בכל התאים. על מנת להגיע למצב זה באופן תקין אור במידה שווה צריך לפגוע בכל התאים. במידה וישנו תא אחד שלא מואר למשל, ייוצר עליו היפוך מתח והוא יתחמם עד כדי שריפה (תופעת Hot-spot).

 

אני לא בטוח שהבנתי את כל החלק השני של השאלה, אני בטוח שמי שתכנן את ההתקן יוכל לענות לך בהרחבה.