KEMIJSKI RJEČNIK

Gratzelova sunčeva ćelija    →   Gratzel solar cell

Grätzelova sunčeva ćelija je fotoelektrokemijska ćelija koju je razvio Michael Grätzel sa suradnicima. Oponaša djelomice prirodnu sunčevu ćeliju, koja omogućava biljkama da ostvare fotosintezu. U prirodnoj sunčevoj ćeliji molekule klorofila apsorbiraju svjetlost i to najjače u crvenom i plavom dijelu spektra, dok se zelena svjetlost reflektira. Apsorbirana energija dovoljna je za izbacivanje elektrona iz pobuđenog klorofila. U prijenosu tog naboja, sudjeluju potom druge molekule. U Grätzelovoj ćeliji su, također, za stvaranje naboja apsorpcijom svjetlosti i prijenos tog naboja "zaduženi" različiti dijelovi ćelije.

Na vodljivo staklo nanesen je sloj nanokristala poluvodiča TiO₂ čija je površina jako velika. Na TiO₂ nanesen je fotoosjetljivi pigment koji čine rutenijevi ioni povezani s organskim molekulama koje jako apsorbiraju vidljivu svjetlost. Fotopobuđeni elektroni prelaze s rutenijevih iona na kristalite TiO₂, koji ih odvode daleko od iona-donora. Čitav sustav uronjen je u tekući jodidni elektrolit koji preuzima elektrone s elektrode i prenosi ih na rutenijeve ione kako bi se nastavio proces apsorpcije svjetlosti.

Efikasnost ovih ćelija iznosi oko 10 % i raste u difuznoj svjetlosti, tj. za oblačna vremena.

nuklearni reaktor    →   nuclear reactor

Nuklearni reaktori su postrojenja koja su projektirana za proizvodnju električne energije. Lančana reakcija fisibilnog materijala (uranij-235 ili plutonij-239) provodi se kontinuirano i pod kontrolom. Od sekundarnih neutrona samo jedan jedini smije izazvati daljnje cijepanje.

Osnovni dijelovi nuklearnog reaktora jesu:

1. Jezgra, metalne šipke koje sadrže dovoljno fisibilnog materijala da održe lančanu reakciju na željenom nivou (može biti potrebno i preko 50 t uranija).
2. Izvor neutrona koji će pokrenuti reakciju (kao što je mješavina polonija i berilija)
3. Moderator koji će smanjiti energiju brzih neutrona za učinkovitiju fisiju (materijali kao što su grafit, berilij, teška voda i laka voda)
4. Sredstvo za hlađenje kojim se uklanja fisijom stvorena toplina (obično voda, natrij, helij ili dušik)
5. Sustav kontrole kao što su primjerice šipke bora ili kadmija koji imaju visoki udarni profil (da apsorbiraju neutrone)
6. Adekvatna zaštita, kontrolna oprema i odgovarajuća instrumentacija neophodna za sigurnost osoblja i učinkoviti rad.

Peltierov efekt    →   Peltier effect

Peltierov efekt je apsorpcija ili stvaranje topline (ovisno o smjeru struje) koji se događa kada električna struja prolazi kroz spoj dvaju materijala.

fotokemijska reakcija    →   photochemical reaction

Fotokemijske reakcije one su reakcije koje se odvijaju pod utjecajem svjetlosti, odnosno pod utjecajem ultraljubičastog, vidljivog i infracrvenog dijela spektra. Na neki sustav može djelovati samo ono zračenje koje taj sustav apsorbira. Fotokemijske reakcije su primjerice fotosinteza, nastajanje fotografije, nastajanje fozgena, nastajanje klorovodika itd.

sunčeva ćelija    →   solar cell

Sunčeva ili fotonaponska ćelija jest naprava koja sunčevu svjetlost pretvara u elektricitet. Sve sunčeve ćelije koriste se fotonaponskom pojavom, pa se često zovu fotonaponskim napravama. U većini ovih ćelija osnovni materijal čine poluvodiči, a najčešći je silicij.

Fotonaponska pojava zasniva se na stvaranju pokretnih nositelja naboja - elektrona i šupljina - uslijed apsorpcije fotona svjetlosti. Ovaj par naboja stvara se kad elektron u najvišoj popunjenoj elektronskoj vrpci poluvodiča (valentnoj vrpci) apsorbira foton dostatne energije i prijeđe u praznu elektronsku vrpcu (vodljivu vrpcu). Ovo pobuđenje može se inducirati samo fotonom čija energija odgovara širini energijskog procjepa koji razdvaja valentnu i vodljivu vrpcu. Stvaranje para naboja elektron-šupljina može se pretvoriti u električnu struju u poluvodičkoj napravi, u kojoj je sloj jednog poluvodiča spojen sa slojem drugačijeg poluvodiča ili pak metala. U većini poluvodičkih ćelija ovaj je spoj takozvani p-n spoj, tj. sučeljavaju se p-dopirani i n-dopirani poluvodič. Na sučelju višak pozitivnog naboja (šupljina) u p-dopiranom poluvodičkom sloju i višak negativnog naboja (elektrona) u n-dopiranom poluvodičkom sloju stvara električno polje, koje se prostire s obje strane sučelja. Kad se apsorpcijom fotona u ovom području stvori par elektron-šupljina, ovi naboji se, zbog djelovanja polja, udaljuju od sučelja krećući se u suprotnim smjerovima prema vrhu i dnu ćelije, gdje se nalaze metalne elektrode za skupljanje struje. Elektroda na vrhu (kroz koju se apsorbira svjetlost ) podijeljena je na trake tako da ne zaklanja poluvodički sloj. U većini komercijalnih ćelija p-n spoj se formira unutar monolitnog komada kristalnog silicija. Silicij apsorbira sunčevu svjetlost onih valnih duljina pri kojima je najintenzivnija, od bliskog infracrvenog područja (valnih duljina oko 1200 nm) do ljubičastog (valnih duljina oko 350 nm).