תא פוטו-וולטאי

תא פוטו-ולטאי הוא התקן היוצר אנרגיה חשמלית כתוצאה מבליעת קרינה. אפקט זה של הפיכת קרינה אלקטרומגנטית לאנרגיה חשמלית נתגלה כבר ב- 1839, אולם תאים פוטו-ולטאים שימושיים נבנו רק ב- 1955. סוללת תאי שמש מספקת את האנרגיה הדרושה לחלליות. על פני כדור הארץ סוללות כאלו הן מקור חשמל. זהו מקור צנוע אבל חשוב בגלל שהוא נקי מבחינה אקולוגית. הבעיה עם שיטה זו היא עלותה שעדיין נחשבת יקרה.

בעבודה זו נמדוד אופיינים של תא פוטו-וולטאי ונחקור את יעילות הפיכת קרינת האור לאנרגיה חשמלית בתא שמש.

רובם של התאים הפוטו וולטאים בנויים מחומרים חצי מוליך המורכבים כצומת p-n או ממחסום Schottky (מגע בין מתכת לחצי מוליך). בהתקנים אלה, זוגות של אלקטרון- חור, הנוצרים כתוצאה מבליעת קרינה, מופרדים על ידי שדה חשמלי פנימי הנוצר בצומת.

איור 1 מראה את המרת הקרינה הפוגעת בצומת לאנרגיה חשמלית. לתהליך זה שלושת שלבים:

1. בליעה של קרינה א"מ בחצי המוליך. 2. יצירת זוגות של נושאי מטען חיוביים ונושאי מטען שליליים והפרדה ביניהם לאזורים שונים של התא. 3. מעבר של המטענים המופרדים, דרך מגעים חשמליים, לנגד עומס.