Какъв е принципът за производство на енергия от слънчеви клетки?

Сега, все повече слънчеви клетки се появяват в зрителното поле на хората. Докато има слънчева светлина, тя може да генерира ток, който не е твърде удобен. Какъв е принципът му? Днес ще говоря накратко и леко задълбочено за принципа за производство на енергия на най-често срещаните кристални силициеви слънчеви клетки.

На първо място, трябва да въведем суровината на кристалните силициеви слънчеви клетки: силиций. Тези черни и донякъде металически неща са полисилиций първоначално подготвени от някои химически методи. Силицият е полупроводящ материал, което означава, че проводимостта му е между тази на проводник и изолатор. За разлика от металите, носителите на Силиций имат нещо, наречено дупки в допълнение към електроните.

Какво е дупка?

Има четири електрона в най-външния слой на силициевия атом. Ако някои електрони получат определено количество енергия от външния свят, те ще се освободят и ще станат свободни електрони, а първоначалното положение на електроните ще се превърне в свободно място, а това свободно място е дупка. Всички знаем, че електроните са отрицателно заредени, така че дупките са еквивалентни на положително зареден носител.

Е, знаейки това, следващото нещо, за което искаме да говорим, е Силиций тип "П" и силиций от тип N. Това е много проста, P-тип силиций означава, че дупките са по-голямата част носители, и N-тип силиций означава, че електроните са по-голямата част носители. Какво? Казвате, че броят на електроните и дупките трябва да е един и същ? Хм~ Ако чистотата на силиций е 100%, разбира се броят на тях е еднакъв, но какво ще стане, ако заменим част от силиций в елемента на силиций с елемент с пет електрона в най-външния слой на атома? Ами ако го замените с елемент само с три електрона в най-външната обвивка?

Двата елемента, най-допирани в силиций, са фосфор (+5 валентност) и бор (+3 валентност).

След това има нещо, наречено PN кръстоска, което не е просто парче силиций от Тип P и парче силиций от N тип. По принцип повърхност от парче силиций от Тип P се допира с фосфор, за да се образува слой силиций от тип N, и обратно, така че да се образува PN кръстовище в областта, където силицият тип P и силициевият интерфейс от тип N.

Образуването на PN кръстоската е много проста. Тъй като има много свободни дупки в Силиций тип P, и има много свободни електрони в Силиций тип N, поради разликата в концентрацията, дупките в P-тип силиций ще се дифузират в Силиций от тип N, докато силицият тип N има повече свободни електрони. Електроните в силиций също се дифузни в P-тип силиций. По този начин ще се образува електрическо поле в областта, където се срещат силицият тип P и N. Наричаме го вградено електрическо поле. С напредването на дифузия силата на електрическото поле ще стане по-голяма и по-голяма, а електрическото поле ще изтласка дупките към силиция тип P. посока тласък. Накрая, силата на електрическото поле и разликата в концентрацията образуват баланс, като по този начин се получава стабилен pN кръстовище.

Сега за последната част. Как PN кръстоската генерира електричество? Като полупроводник силиций има друго важно свойство. Тоест, когато има светлина, електроните във външния слой силиций ще получат енергия от светлината, за да станат свободни електрони и ще оставят дупка в първоначалното положение, за да образуват двойка електрон-дупка. Ако тази група двойки електрони дупки се генерират в региона, където е изградено електрическото поле в pN кръстовището, под действието на силата на електрическото поле дупките ще се преместят в региона P, а електроните ще се преместят в региона N. По този начин ще се генерира потенциална разлика в целия pN възел. Ако свържем двата края на PN кръстовището към електрода и след това го включим, ще се генерира ток.

Горното е принципът на производство на енергия на слънчевите клетки. Принципът е доста прост, но в производствения процес, за да се подобри ефективността на батерията, има много други процеси, които трябва да бъдат подобрени.