تولید برق سلول های خورشیدی چه اصل است؟

در حال حاضر، سلول های خورشیدی بیشتر و بیشتر در زمینه دید مردم ظاهر می شوند. تا زمانی که نور خورشید وجود دارد، می تواند جریان تولید کند، که خیلی راحت نیست. اصلش چيه؟ امروز، من به طور خلاصه و کمی عمیق در مورد اصل تولید برق از رایج ترین سلول های خورشیدی سیلیکون کریستالی صحبت کنید.

اول از همه باید ماده اولیه سلول های خورشیدی سیلیکون کریستالی را معرفی کنیم: سیلیکون. این چیزهای سیاه و تا حدودی فلزی پلی میلیکون هستند که در ابتدا توسط برخی روش های شیمیایی تهیه می شدند. سیلیکون یک ماده نیمه هادی است، به این معنی که رسانایی آن بین یک هادی و یک عایق است. بر خلاف فلزات، حامل های سیلیکون علاوه بر الکترون ها چیزی به نام سوراخ دارند.

سوراخ چيه؟

چهار الکترون در بیرونی ترین لایه اتم سیلیکون وجود دارد. اگر برخی از الکترون ها مقدار مشخصی انرژی از دنیای خارج دریافت کنند، آزاد می شکنند و تبدیل به الکترون های آزاد می شوند و موقعیت اصلی الکترون ها به جای خالی تبدیل می شود و این جای خالی یک سوراخ است. همه ما می دانیم که الکترون ها بار منفی دارند، بنابراین سوراخ ها معادل یک حامل بار مثبت هستند.

خب، دانستن این، چیز بعدی که می خواهیم در مورد آن صحبت کنیم سیلیکون نوع P و سیلیکون از نوع N است. این بسیار ساده است، سیلیکون نوع P به این معنی است که سوراخ ها حامل اکثریت هستند، و سیلیکون نوع N به این معنی است که الکترون ها حامل اکثریت هستند. چه چیز? شما می گویید تعداد الکترون ها و سوراخ ها باید یکسان باشد؟ همم اگر آن را با عنصری با تنها سه الکترون در بیرون ترین پوسته جایگزین کنید چه؟

دو عنصر بیشتر به سیلیکون doped فسفر (+5 والانس) و بور (+3 والانس).

سپس چیزی به نام اتصال PN وجود دارد که به سادگی قطعه ای از سیلیکون نوع P و قطعه ای از سیلیکون از نوع N نیست. به طور کلی سطحی از یک قطعه سیلیکون از نوع P با فسفر دوب می شود تا لایه ای از سیلیکون از نوع N را تشکیل دهد، و برعکس، به طوری که یک اتصال PN در منطقه ای که سیلیکون نوع P و رابط سیلیکون نوع N تشکیل می شود، تشکیل می شود.

شکل گیری اتصال PN بسیار ساده است. از آنجا که حفره های آزاد زیادی در سیلیکون نوع P وجود دارد، و الکترون های آزاد زیادی در سیلیکون نوع N وجود دارد، به دلیل تفاوت غلظت، سوراخ های سیلیکون نوع P به سیلیکون نوع N منتشر خواهند شد، در حالی که سیلیکون نوع N الکترون های آزاد بیشتری دارد. الکترون ها در سیلیکون نیز به سیلیکون نوع P منتشر می شوند. به این ترتیب یک میدان الکتریکی در منطقه ای که سیلیکون نوع P و N با هم ملاقات می کنند تشکیل خواهد شد. ما بهش ميگيم يه ميدان الکتريکي ساخته شده با پیشرفت انتشار، قدرت میدان الکتریکی بزرگتر و بزرگتر خواهد شد و میدان الکتریکی سوراخ ها را به سیلیکون نوع P سوق خواهد داد. فشار جهت. در نهایت نیروی میدان الکتریکی و اختلاف غلظت یک تعادل را تشکیل می دهند و به این ترتیب یک اتصال پایدار PN به دست می آید.

حالا براي قسمت نهايي . اتصال PN چگونه برق تولید می کند؟ به عنوان یک نیمه هادی، سیلیکون دارای یک ملک مهم دیگر است. به این صورت که وقتی نور وجود داشته باشد، الکترون های لایه بیرونی سیلیکون از نور انرژی می گیرند تا تبدیل به الکترون های آزاد شوند و سوراخی در موقعیت اصلی باقی می مانند تا یک جفت الکترون-سوراخ تشکیل دهند. اگر این گروه از جفت های الکترون-سوراخ در منطقه ای که میدان الکتریکی در محل اتصال PN ساخته شده است تولید شوند، تحت عمل نیروی میدان الکتریکی، سوراخ ها به منطقه P حرکت خواهند کرد، و الکترون ها به منطقه N حرکت خواهند کرد. به این ترتیب، یک تفاوت بالقوه در سراسر تقاطع PN تولید خواهد شد. اگر دو انتهای اتصال PN را به الکترود متصل کنیم و سپس آن را روشن کنیم، جریانی تولید خواهد شد.

موارد بالا اصل تولید برق سلول های خورشیدی است. اصل کاملا ساده است، اما در فرایند تولید، به منظور بهبود کارایی باتری، بسیاری از فرایندهای دیگر وجود دارد که باید بهبود یابند.