Kapitel 2 Solceller

Sollysets energi
Solens lys er elektrom agnetisk stråling, hvor
strålingens bølgelængde L måles, som vi har
set i forrige afsnit, i nanom eter. Ly set udbr eder
sig med en fart C på 300.000 kilometer i
sekundet i rummet - en anelse mindre i atmosfærisk
luft. Svingningsfrekvensen af lysbølgerne
b etegnes F og måles i svingninger i
sekundet. Sammenhængen er:
Eksempel 1:
Beregn svingn ingsfrekvensen F for gult ly s,
der har en bølgelængde L = 550 nanometer.
Ved indsættelse i formlen, sk al alle størrelser
være i de rigtige enheder: meter, kilo og
sekunder (MKS enheder). 550 nm svarer til
0,000000550 meter = 5,50 E-7 meter. Lysets
hastighed C = 300.000 k m/s = 3,0 E 8 m/s.
Frekvensen F kan nu fin des:
altså en meget høj frekvens. Enheden H z
kaldes “hertz” og svarer til antal svingn inger
per sekun d (1 H z = 1/s).
Ly set opfører sig, som om dets energi er samlet
i bundter kaldet fotoner. Se figur 8. Det
kan lade sig gøre at finde fotonenergien ved at
multiplicere ly sets frekvens med en k onstant
kaldet Plancks konstant:
h = 6,63 E -34 jo ule sekun der
Fotonernes energi i joule er:
Eksempel 2:
Hvad bliver fotonenergien for det gule lys
omtalt i eksempel 1? Vi har allerede set, at
lysets frekvens
F = 5,45 E 14 Hz
F skal multipliceres med Plancks konstant h,
og vi finder en fotonenergi på:
E P = 3,613 E-19 joule
Figur 8: Lyset kan opfattes som en bølgeudbredelse,
dog bestående af energibundter kaldet
fotoner m ed energien h gange frekvensen.
Nu er en energi på k un 3,613 E-19 joule en
meget lille størrelse. A f denne gr und bru ger
man ofte en anden energienhed, der betegnes
elektronvolt (forkortet eV ). Én elektronvolt
svarer til en energi på 1,602E-19 joule.
Vort resu ltat fr a ek sempel 2 k an derfor også
skri ves:
E P = 3,613 E-19 joule = 2,26 eV
Fordi man i arbejdet med solceller og lys ofte
bruger denne enhed, er det praktisk med følgende
formel, der viser sammenhængen direkte
mellem lysets bølgelængde i nanom eter
og fotonenergien i elektron v olt:
O pgav e 1:
Benyt denne formel til at beregne fotonenergien
i elek tronvolt for gult ly s (L = 550
nan om eter ).
Bemæ rk , at m an finder samme resultat, men
man slipper for først at finde frekvensen og
bagefter at gange med Planck s konstant og at
omregne til elektronvolt.
Ener gi og solce ller - 10 - Kapitel 2 - Solceller