Apie saulės elektrines daugiau ar mažiau esame girdėję visi, bet ar žinote, kad jos veikia saulės baterijų dėka? Net, jei ir nesate mokslininkas ar chemikas, turbūt vis tiek smalsu sužinoti, kaip veikia saulės elementai?
Paprastai tariant, saulės baterijos veikia leisdamos fotonams arba šviesos dalelėms išlaisvinti elektronus iš atomų ir taip sugeneruodamos elektros srautą. Iš tikrųjų pačias saulės baterijas sudaro daug mažesnių vienetų – fotovoltinių elementų. Būtent jie saulės šviesą paverčia elektra. O daugelis tu tarpusavyje sujungtų elementų sudaro saulės kolektorių, kurį mes ir matome ant pastato stogo ar žemės sklype.
Kiekvienas fotovoltinis elementas, vaizdžiai tariant, yra tarsi sumuštinis, kuris sudarytas iš dviejų pusiau laidžios medžiagos gabalų. Remiantis moksliniais tyrimais, fotovoltiniai elementai dažniausiai yra gaminami iš silicio – tos pačios medžiagos, kuri yra naudojama mikroelektronikos srityje.
Tam, kad saulės baterijos galėtų tinkamai atlikti savo darbą, turi būti sukurtas tam tikras elektros laukas. Tai labai panašu į magnetinį lauką, kuris atsiranda dėl priešingų polių. Elektrinis laukas susidaro, kai atsiskiria du skirtingi krūviai. Siekdami tai išgauti, saulės baterijų gamintojai sumaišo silicį su kitomis medžiagomis, suteikiant tiek teigiamą, tie neigiamą elektros krūvį. Konkrečiau kalbant, tai prie viršutinio silicio sluoksnio pridedamas fosforas. Ši medžiaga tam sluoksniui priduoda papildomų elektronų su neigiamu krūviu. Tuo tarpu apatinis silicio sluoksnis „sumaišomas“ su boru dėl to elektronų yra mažiau ir taip išgaunamas teigiamas elektros krūvis. Visa tai tarp silicio sluoksnių sudaro elektrinį lauką. O kai saulės šviesos fotonas išstumia elektroną, tas elektrinis laukas pašalina tą elektroną iš silicio jungties.
Keletas kitų komponentų, kuriuos turi saulės baterijos, elektronus paverčia tinkama elektros galia. Elemento šonuose esančios metalui laidžios plokštės „surenka“ tuos elektronus ir perkelia juos į elektros laidus – tinklą. Elektronai, kaip ir bet kuris kitas energijos šaltinis, gali laisvai tekėti.
Technologijos sparčiai tobulėja, todėl nieko keisto, kad visai neseniai gamintojai sukūrė ir itin plonas bei lanksčias saulės baterijas. Jų storis siekia vos 1,3 mikrono. Kad būtų lengviau įsivaizduoti, tai toks storis prilygsta su 1/100 žmogaus plauko pločio dalimi. Tokios saulės baterijos yra net 20 kartų lengvesnės už paprastą popieriaus lapą.
Nepaisant neįtikėtinai mažo dydžio, jos gali gaminti elektrą ne ką mažesniu efektyvumu, nei stikliniai saulės elementai. Šios naujos technologijos sukelia tikrą technologinį perversmą ir atveria žymiai platesnes jų panaudojimo galimybes. Tai reiškia, kad tokie saulės elementai gali būti integruojami architektūroje, kosmoso technologijose ir net nešiojamuose elektronikos prietaisuose. Įsivaizduokit, kad jūsų mobilusis telefonas galėtų pasikrauti tiesiog nuo saulės energijos lauke, skamba neįtikėtinai, tiesa? Tai tik belieka sulaukti, kada tokie technologiniai išradimai tiesiogiai atsiras mūsų gyvenimuose. Tai tik laiko klausimas.
