Популярна наука: як створюється фотогальванічна енергія?
Jan 05, 2018
Фотоелектрична генерація електроенергії - це технологія, яка використовує фотоелектричний ефект напівпровідникового інтерфейсу для перетворення світлової енергії безпосередньо в електрику. Фотоелектрична генерація енергії в основному складається з трьох частин сонячної панелі (модуля), контролера та інвертора. Основні компоненти складаються з електронних компонентів. Отже, який конкретний процес? Ось, ми підійдемо до детального аналізу, чим є процес генерації фотоелектричної енергії?
Про напівпровідників
Хімія кристалічного кремнію дуже стійка. При кімнатній температурі, крім фтористого водню, важко реагувати з іншими речовинами і є поганим провідником, оскільки не має вільних вільних електронів. Атоми фосфору (P) найближчих п'яти електронів, атомів фосфору у кристал кремнію, то кристал кремнію, очевидно, є додатковими вільними електронами.
Атоми фосфору виводять чотири електрони, а сусідні чотири атоми кремнію поділяють, залишається електрон, він залишається вільним. Численні атоми кремнію в кристалах кремнію замінені атомами фосфору, що призводить до утворення багато вільних електронів, так що він проводить електрику. На цьому етапі ми зробили напівпровідник, його назва - "напівпровідник N-типа".
Після легування атомами алюмінію ясно, що відсутній електрон. Кремній допінг з трьома валентними атомами, такими як алюміній та бор, призводить до іншого типу напівпровідника, який називається "напівпровідник P-типу" P "Уявіть дірку, яка вимагає заповнення електронів.
П-тип напівпровідник також провідний, тому що після застосування зовнішнього електричного поля електрони в напівпровіднику типу Р-послідовно заповнюють отвори в протилежному напрямку електричного поля, і в той же час отвори рухаються у напрямку електричне поле, так що генерується струм.
Про ПН перехресті
Якщо одна сторона напівпровідникового кристала є напівпровідником N-типу, а інша - напівпровідник P-типу, поверхня контакту посередині називається PN-з'єднанням. У напівпровідниках N-типу концентрація вільних електронів висока, а в напівпровідниках типу P - концентрація дірок висока. Відповідно до принципу дифузії речовини завжди дифундують від високих концентрацій до низьких концентрацій.
Тому в PN-з'єднанні буде багато вільних електронів з напівпровідника N-типу до напівпровідникової дифузії P-типу, внаслідок чого напівпровідник N-типу є електрично нейтральним, не зарядженим, але через втрату деяких електронів, це позитивно заряджений. У напівпровіднику P-типу, оскільки багато вільних електронів бігли заповнити багато отворів, в результаті чого зменшилася концентрація отворів, оригінальний P-тип напівпровідник також електрично нейтральний, тепер більше, ніж багато електроніки, тому отримаєте негативну електрику.
У PN-з'єднанні одна сторона позитивно заряджена, а інша сторона негативно заряджена, утворюючи таким чином внутрішнє електричне поле на контактній поверхні.
Що таке фотоелектричний процес виробництва електроенергії?
Коли сонячне світло світить на типовому напівпровіднику, утворюються електрони і отвори. Тобто коли сонячне світло породжує вільний напівпровідник електрон, одночасно утворюється отвір, тому що електрон залишає сонячну батарею. Позиція, яка стає вільним електроном, у такому положенні обов'язково не має електрона, а отвори створюються .
Оскільки в PN-з'єднуванні є внутрішнє електричне поле, коли сонячне світло генерує електрони та дірки в PN-з'єднанні, електрони переходять до напівпровідника N-типу під дією внутрішнього електричного поля. Аналогічно, отвори переходять до напівпровідника типу P. На цьому етапі, якщо PN-з'єднання з'єднано з обома кінцями дроту, ви можете генерувати струм.
