إذا كنت قد شاهدت الألواح الشمسية من قبل، فمن المحتمل أنك لاحظت أنها غالبًا ما تكون باللونين الأزرق أو الأسود لكن هذه الألوان ليست الأصلية للألواح الشمسية، فالألواح التي تستخدم في محطة الفضاء الدولية تكون ذات لون ذهبي ما السبب وراء هذا الاختلاف؟ وهل يؤثر ذلك على كفاءة الألواح في جمع الطاقة الشمسية؟قبل أن نتناول الفروق بين نوعي الألواح الشمسية، دعونا أولًا نراجع الوظيفة الأساسية للوح الشمسي.
وظيفة اللوح الشمسي
اللوح الشمسي يعمل على تحويل طاقة الضوء الصادرة من الشمس إلى طاقة كهربائية.
أما عن سبب كون الألواح الشمسية في محطة الفضاء الدولية ذهبية اللون مقارنة بالألواح الأرضية التي تكون عادةً زرقاء أو سوداء، فذلك يعود إلى الفرق في التصميم واستخدام المواد.
عملية توليد الكهرباء من الضوء
تعد الشمس بمثابة مفاعل نووي ضخم، حيث تبدأ عملية الاندماج النووي بدمج ذرات الهيدروجين مع الهيليوم، مما يطلق كميات هائلة من الطاقة على شكل حرارة وضوء الضوء الصادر عن الشمس يتكون من حزم صغيرة من الطاقة تُسمى الفوتونات.
تحتاج هذه الفوتونات إلى حوالي 8 دقائق ونصف للوصول من الشمس إلى الأرض، حيث تقطع مسافة تقارب 149.6 مليون كيلومتر.
عندما يصل الضوء إلى الألواح الشمسية، يتم تحويله إلى كهرباء بفضل التأثير الفوتوضوئي (Photovoltaic Effect)، الذي اكتشفه العالم ألكسندر إدموند بيكيريل عندما كان في التاسعة عشر من عمره أثناء تجربته مع كلوريد الفضة في محلول حمضي.
لاحظ بيكيريل أنه عند تعريض قطبين كهربائيين من البلاتينيوم للضوء في المحلول، ينشأ جهد كهربائي بين القطبين.
الفروق بين التأثيرات الكهروضوئية والفوتوضوئية
التأثيرات الكهروضوئية والفوتوضوئية تشترك في المفهوم الأساسي نفسه، حيث يتولد جهد كهربائي وتيار عند تعرض المادة للضوء إلا أن الفرق يكمن في الاستخدام اللغوي التأثير الكهروضوئي يشير إلى إطلاق الإلكترونات تحت تأثير الضوء، بينما التأثير الفوتوضوئي يتعلق بتوليد الشحنة داخل المادة.
ألوان الألواح الشمسية
الألواح الشمسية تكون في الغالب باللون الأزرق لأنها تصنع من السيليكون أو البوليكريستالين، وهما المادتان الأساسيتان في الألواح الشمسية اللون الأزرق السائد يعود إلى الطلاء الخاص الذي يستخدم لتحسين كفاءة الألواح من خلال تقليل الانعكاس وزيادة امتصاص الضوء.