Illusztráció a napelemek elvéről
Illusztráció a napelemek elvéről
A napenergia a legjobb energiaforrás az emberiség számára, kimeríthetetlen és megújuló tulajdonságai határozzák meg, hogy ez lesz az emberiség legolcsóbb és legpraktikusabb energiaforrása. A napelemek tiszta energia, környezetszennyezés nélkül. A Dayang Optoelectronics gyorsan fejlődött az elmúlt években, a legdinamikusabb kutatási terület, és egyben az egyik legkiemelkedőbb projekt.
A napelemek gyártási módja főként félvezető anyagokon alapul, működési elve pedig az, hogy fotoelektromos anyagokat használnak a fényenergia elnyelésére a fotoelektromos átalakítási reakció után, a felhasznált különböző anyagok szerint, szilícium alapú napelemekre és vékonyra oszthatók. -filmes napelemek, ma elsősorban a szilícium alapú napelemekről beszélünk.
Először is a szilikon napelemek
A szilícium napelem működési elve és szerkezeti diagramja A napelemek energiatermelésének elve főként a félvezetők fotoelektromos hatása, a félvezetők fő szerkezete pedig a következő:
A pozitív töltés egy szilíciumatomot, a negatív töltés négy elektront jelent, amelyek egy szilícium atom körül keringenek. Ha a szilíciumkristályt más szennyeződésekkel, például bórral, foszforral stb. keverik, bór hozzáadásakor lyuk lesz a szilíciumkristályon, és annak kialakulása a következő ábrára utalhat:
A pozitív töltés egy szilíciumatomot, a negatív töltés négy elektront jelent, amelyek egy szilícium atom körül keringenek. A sárga a beépült bóratomot jelöli, mivel a bóratom körül mindössze 3 elektron van, így az ábrán látható kék lyukat fogja létrehozni, ami nagyon instabil lesz, mivel nincsenek elektronok, és könnyen elnyeli és semlegesíti az elektronokat. , P (pozitív) típusú félvezetőt alkotva. Hasonlóképpen, amikor foszforatomok épülnek be, mivel a foszforatomok öt elektronból állnak, egy elektron nagyon aktívvá válik, és N(negatív) típusú félvezetőket képez. A sárgák foszfor atommagok, a pirosak pedig a felesleges elektronok. Az alábbi ábrán látható módon.
A P-típusú félvezetők több lyukat tartalmaznak, míg az N-típusú félvezetők több elektront, így a P-típusú és N-típusú félvezetők kombinálásakor elektromos potenciálkülönbség keletkezik az érintkezési felületen, amely a PN átmenet.
A P-típusú és az N-típusú félvezetők kombinálásakor a két félvezető határfelületi tartományában egy speciális vékony réteg képződik, és az interfész P-típusú oldala negatív, az N-típusú oldala pedig pozitív töltésű. Ez annak köszönhető, hogy a P-típusú félvezetők több lyukkal rendelkeznek, az N-típusú félvezetők pedig sok szabad elektront tartalmaznak, és koncentrációkülönbség van. Az N-régióban lévő elektronok a P-régióba, a P-régióban lévő lyukak pedig az N-régióba diffundálnak, "belső elektromos mezőt" hozva létre, amely N-ről P-re irányul, így megakadályozva a diffúzió előrehaladását. Az egyensúly elérése után egy ilyen speciális vékony réteg képződik, amely potenciálkülönbséget képez, ez a PN átmenet.
Amikor az ostyát fény éri, az N típusú félvezető lyukai a PN átmenetben a P-típusú tartományba, a P-típusú tartomány elektronjai pedig az N-típusú tartományba mozognak, aminek következtében a az N-típusú régióból a P-típusú régióba. Ekkor a PN átmenetben potenciálkülönbség keletkezik, amely a tápegységet képezi.