Fotovoltaik Etki
Genelmekanik, ansiklopedi
Nasıl Çalışır ?
Fransız Becquerel ailesi dört kuşak boyunca arka arkaya çok başarılı fizikçiler yetiştirdi. Bu fizikçilerin ilki Antoine C’esar 1788-1878 yy’ dan sadece iki ay eksik olan ömrüne birçok başarılı çalışma ve piezoelektrik etkinin keşfini sığdırdı. Oğul Alexsandre Edmond Becquerel 1820-1891 ilk önce babasının öğrencisi, sonra da asistanı oldu. Özellikle güneş ışığının kendisi ve kimyasal tepkimeler üzerindeki etkisi ile ilgilendi. 1839′ da henüz 19 yaşındayken, asidik bir çözelti ve gümüş klorür ile kaplanmış platin elektrotlar ile ışığın tepkimelere etkisini ölçmeye çalışıyordu. Deney esnasında ışığın elektrotlar arasında potansiyel bir fark oluşturduğunu fark etti ve bu etkiyi fotovoltaik etki olarak isimlendirdi.
Fotonlar
Bu etkini tam olarak anlaşılabilmesi, Einstein’ in ileri sürdüğü foton modelinin kabul görmesinden sonra oldu. Bir yüzeye düşen ışık ne kadar şiddetli olursa olsun ışığın taşıyıcıları olan fotonlar dalga boyları yani frekansları ile ilişkili sadece belirli bir miktar enerji taşır. Işığın şiddetli olması yüzeye bir çok foton düştüğü anlamına gelir. Çoğu zaman bir atomla veya molekülle bir atom parçacığı etkileştiği için, fotonların tek tek enerjiside toplam enerji kadar hatta bazen daha da önemlidir. Örneğin gelen ışık ne kadar şiddetli olursa olsun fotonların hiçbirinin enerjisi, belirli bir etkileşim için yeterli değilse o etkileşim gerçekleşmez. Işık bir yüzeye düştüğünde bir kısmı yansır, bir kısmı cismin içinden geçer diğer bir kısmı da cismin atomları tarafından emilir. Emilen fotonun enerjisi elektrona geçer. bu enerji elektronu atoma bağlayan bağ enerjisinden büyükse elektron atomdan ayrılarak serbest kalabilir. Bu serbest elektron uygun şartlar altında bir elektrik devresinin parçası olabilir. Basitçe açıklanan bu olaya fotovoltaik etki diyoruz.
İlk Güneş Gözesi
İlk modern güneş gözesi diyebileceğimiz fotovoltaik hücre 1954′ te Bell Labaratuvarların’ da geliştirildi. Geliştirilen ilk güneş gözesi parlak güneş ışığında bile elektriği bir kömür santraline göre 100 kat pahalıya üretiyordu. Bu yüzden ilk başta oyuncak sanayisinden başka hiçbir yerde kullanım alanı bulamadı.
Vanguard -1 uydusu güneş gözleerine gerçek bir kulanım alanı sundu. Enerjinin fiyatı önemli değildi. Önemli olan yeryüzünün uzaya çıkan dördüncü uydusunda uyduda kullanılan pil ömrünü aşacak bir enerji kaynağına sahip olmaktı. Uydu 1958 yılında uzaya gönderildi ve 6 yıl boyunca işlevsel kaldı. Hâlâ da yörüngedeki en eski insan yapısı olarak yolculuğuna devam ediyor. Güneş gözelerinin başarısı onları onları uzay sanayisinin vazgeçilmez bir parçası yaparken, diğer enerji kaynakları ile rekabet etmelerini imkânsızlaştırıyordu. Çünkü güneş gözelerinin ne birim maliyeti ne de elde edilen enerjinin birim maliyeti önemliydi. En iyi, en verimli gözeyi uzay sanayisinin hizmetine sunmak yeterliydi. Güneş gözelerine bu bakış 1973′ teki petrol kriziyle değişti. Krizde müthiş kâr etmiş olsalar bile petrol şirketleri fosil yakıtların biteceği gerçeğiyle yüzleştiler. Günümüzde yeni teknolojiler güneş gözelerini fosil yakıtlarla neredeyse rekabet edecek kadar gelişmiş bir duruma taşıdılar.
Kaynak : Bilim ve Teknik ; Sayı 548, Sayfa 82 – 83
