الظاهرة الكهروضوئية
2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة
براون بير
k
نظراً لإمكانية تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى، يمكن توليد الكهرباء من الضوء أو الحرارة مباشرة.
بل ويمكن إنتاج الكهرباء بواسطة الطاقة الميكانيكية دون الحاجه إلى الاستعانة بمبدأ الكهرومغناطيسية كالذي يحدث في الدينامو أو مولد التيار المتناوب.
الظاهرة الكهروضوئية
عند تسليط الضوء، أو الأنواع الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو السينية، على سطح مادة معدنية تنبعث الإلكترونات من سطح المعدن.
وإذا وصل المعدن بدارة خارجية يسري التيار الكهربائي فيها نتيجة لذلك. يظهر أثر الظاهرة الكهروضوئية عندما تكون طاقة الإشعاع الساقط كافية لتحرير إلكترونات السطح من ذرات المعدن – تعني الطاقة العالية للإشعاع أن تردده عالي المقدار. وبذلك فإن بعض المعادن، مثل السلينيوم، أكثر حساسية للظاهرة من غيرها.
وجدت الظاهرة الكهروضوئية تطبيقاتٍ جيدةٍ جداً في تشييد الخلايا الضوئية والألواح الشمسية.
على سبيل المثال تحتوي بعض أنواع أجهزة التحكم في زمن تعرض الأفلام في الكاميرات للضوء، تحتوي على خلية ضوئية من السلينيوم وأميتر (مقياس التيار) حساس. وكلما كان الضوء الساقط أعلى شدة كانت شدة التيار الناتج أعلى .
تحتوي غالبية الألواح الشمسية على مقاومات ضوئية أو خلايا ضوئية مصنَّعة من مواد شبه موصلة، مثل السيليكون، مشابة لرفع خصائصها الكهروضوئية.
الكهرباء المنتجة بهذه الطريقة يسيرة التكاليف، لكنها ذات أهمية في عددٍ محدودٍ من التطبيقات، مثل توليد الكهرباء في مركبات الفضاء. كما تُستغل الألواح الشمسية في توليد الكهرباء في المناطق المشمسة.
وبشكلٍ عمليٍ تأخذ هذه التطبيقات أهميتها في المناطق البعيدة عن محطات توليد الكهرباء بالطرق التقليدية الأخرى.
الأميتر (مقياس شدة التيار): جهاز لقياس شدة التيار الكهربائي المار في دارة كهربائية.
إشابة: عملية إضافة شوائب إلى مادة شبه موصلة خالصة بهدف تغيير خصائصها الكهربائية.
[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]