Енергетика є важливою темою протягом десятиліть, і вона завжди буде. Тема сталої енергетики зацікавила найвидатніші уми та спонукала їх знайти рішення.
Ці рішення поєднуються з чудовими винаходами, що визначають епоху. Двома такими відкриттями були сонячна батарея та світлодіод.
Ключові винесення
- Сонячні елементи перетворюють сонячне світло в електричну енергію, тоді як світлодіоди перетворюють електричну енергію в світло.
- Сонячні елементи виготовлені з напівпровідникових матеріалів, таких як кремній, тоді як світлодіоди складаються з діода з pn-переходом.
- Сонячні батареї застосовуються для отримання відновлюваної енергії, тоді як світлодіоди використовуються для різноманітного освітлення та відображення.
Сонячна батарея проти світлодіодів
Різниця між сонячною батареєю та світлодіодом полягає в тому, що сонячні батареї виробляють електроенергію безпосередньо зі світла, тоді як світлодіоди виробляють світло безпосередньо з електрики. Іншими словами, сонячні батареї перетворюють світло в форму електрики. З іншого боку, світлодіоди перетворюють електрику у видиме світло та випромінюють його.
Сонячна батарея використовує фотоелектричний ефект для виробництва електроенергії. Це причина, чому іноді його також називають фотоелектричним елементом.
Кілька сонячних елементів можна об’єднати, щоб створити сонячний модуль, який може поглинати велику кількість тепла, що призводить до збільшення виробництва електроенергії.
Світлодіод - це абревіатура від Light Emitting Diode. Вони випромінюють світло при наявності різниці потенціалів між анодом і катодом.
Завдяки тому, що вони ефективні та мають тривалий термін служби, їх використовують для різних цілей, таких як освітлення, електронні схеми, автомобільна промисловість тощо.
Таблиця порівняння
| Параметри порівняння | Сонячна панель | LED |
|---|---|---|
| Мета | Для перетворення світла в електрику | Для перетворення електрики на світло |
| Винайдено в | 1954 | 1962 |
| Винайдений | Келвін Саузер Фуллер, Деріл Чепін і Джеральд Пірсон | Нік Холоняк |
| Використаний принцип | Фотоелектричний ефект | Електролюмінесценція |
| Остаточний вихід | Електрика постійного струму (DC). | Освітлення або світло |
| додатків | Використовується в сонячних іграшках і автомобілях, портативних радіостанціях, сонячних модулях тощо. | Усі види освітлення, автомобілі, схеми тощо. |
Що таке сонячна батарея?
Сонячна батарея працює за принципом фотоелектричного ефекту, щоб виробляти електроенергію від падаючого світла, такого як сонячне світло або інших штучних джерел.
Сонячна батарея може бути виготовлена з будь-якого напівпровідника, але найчастіше використовується кремній завдяки його відмінним властивостям.
Є два шари кремнію, накладені один на одного. Один шар називається n-типом, а інший - p-типом. Коли світло падає на поверхню клітини, воно поглинається електронами кремнію.
Ці електрони тепер «збуджуються» і починають рухатися туди-сюди, виробляючи електрику. Ця електрика є формою постійного струму (DC), але її можна перетворити на змінний струм (AC) за допомогою інвертор.
Перша сонячна батарея була створена в 1954 році Келвіном Саузером Фуллером, Дерілом Чапіном і Джеральдом Пірсоном з Bell Laboratories. Однак історія фотоелектричного ефекту сягає 1839 року.
Сьогодні сонячні батареї використовуються в іграшках на сонячних батареях та інших невеликих пристроях, що працюють від електрики. Найбільше використання сонячної батареї — це сонячний модуль, який створюється шляхом поєднання кількох елементів.
Сонячний модуль використовується для поглинання сонячного світла та перетворення його в електрику. Це чудовий шлях до сталого розвитку.
Що таке світлодіод?
Заснований на принципі електролюмінесценції, світлодіод або світловипромінюючий діод випромінює світло, коли електрика пропускається через діод.
Діод складається з позитивно зарядженого напівпровідника p-типу та негативно зарядженого напівпровідника n-типу. Ці напівпровідники розділені межею, яка називається «заборонена зона».
Коли діод має пряме зміщення, тобто позитивний кінець батареї з’єднаний з позитивним полюсом діода, а також з негативним, відштовхування виникає в обох напівпровідникових матеріалах.
Через це відштовхування заряд починає концентруватися навколо забороненої зони, яка з часом розривається, дозволяючи електронам об’єднатися та перетворитися на фотони світла.
Колір випромінюваного світла залежить від енергії вивільнених фотонів, яка залежить від матеріалу, а також від енергії, необхідної для проходження забороненої зони. Для випромінювання світла різних кольорів можна використовувати різні матеріали.
Хоча історія світлодіодів починається з 1907 року, лише в 1962 році Нік Холоняк винайшов діод, який випромінював видиме червоне світло.
Зараз світлодіоди використовуються в автомобільній промисловості, електронній промисловості, електротехнічній промисловості та скрізь, де є потреба в освітленні. Існують також органічні світлодіоди (OLED), які використовують органічну сполуку як напівпровідник.
Основні відмінності між сонячними елементами та світлодіодами
- Функція сонячної батареї - перетворювати світло в електрику. З іншого боку, світлодіод використовується для перетворення електричного струму в освітлення або світло.
- Сонячна батарея працює за принципом фотоелектричного ефекту, а світлодіод – за принципом електролюмінесценції.
- Сонячна батарея була розроблена Келвіном Саузером Фуллером, Дерілом Чапіном і Джеральдом Пірсоном. Світлодіод розроблений Ніком Холоняком.
- Сонячні батареї були винайдені в 1954 році на відміну від світлодіодів, які були винайдені в 1962 році.
- Сонячна батарея виробляє електроенергію у вигляді постійний струм (DC), тоді як світловипромінюючий діод (LED) випромінює світло, яке є видимим.
- Основним застосуванням сонячних елементів є сонячні модулі, сонячні іграшки, такі як автомобілі, невеликі калькулятори та інші пристрої, які працюють на сонячній енергії. Проте світлодіоди використовуються для освітлення будинків, електричних ланцюгів, автомобільних фар, світлофорів тощо.
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=4Ok7DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP7&dq=solar+cells&ots=j6gQQw-3JE&sig=iZbaIw9xzINvH1rHCGplfddF97c
- https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/9781420076639/introduction-light-emitting-diode-technology-applications-gilbert-held
Останнє оновлення: 12 липня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Піюш Ядав провів останні 25 років, працюючи фізиком у місцевій громаді. Він фізик, який прагне зробити науку доступнішою для наших читачів. Він має ступінь бакалавра природничих наук і диплом аспіранта з екології. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
