Illustratie van het principe van zonnepanelen
Illustratie van het principe van zonnepanelen
Zonne-energie is de beste energiebron voor de mensheid, en de onuitputtelijke en hernieuwbare eigenschappen ervan bepalen dat zonne-energie de goedkoopste en meest praktische energiebron voor de mensheid zal worden. Zonnepanelen zijn schone energie zonder enige milieuvervuiling. Dayang Opto-elektronica heeft zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld, is het meest dynamische onderzoeksgebied en tevens een van de meest spraakmakende projecten.
De methode voor het maken van zonnepanelen is voornamelijk gebaseerd op halfgeleidermaterialen en het werkingsprincipe is het gebruik van foto-elektrische materialen om lichtenergie te absorberen. De foto-elektrische conversiereactie kan, afhankelijk van de verschillende gebruikte materialen, worden onderverdeeld in: op silicium gebaseerde zonnecellen en dunne zonnecellen. -filmzonnecellen, vandaag vooral om met u te praten over op silicium gebaseerde zonnepanelen.
Ten eerste siliciumzonnepanelen
Werkingsprincipe en structuurdiagram van siliciumzonnecellen Het principe van de energieopwekking van zonnecellen is voornamelijk het foto-elektrische effect van halfgeleiders, en de hoofdstructuur van halfgeleiders is als volgt:
Een positieve lading vertegenwoordigt een siliciumatoom, en een negatieve lading vertegenwoordigt vier elektronen die rond een siliciumatoom draaien. Wanneer het siliciumkristal wordt gemengd met andere onzuiverheden, zoals boor, fosfor, enz., zal er bij het toevoegen van boor een gat in het siliciumkristal ontstaan, en de vorming ervan kan verwijzen naar de volgende afbeelding:
Een positieve lading vertegenwoordigt een siliciumatoom, en een negatieve lading vertegenwoordigt vier elektronen die rond een siliciumatoom draaien. Het geel geeft het ingebouwde booratoom aan, omdat er slechts drie elektronen rond het booratoom zijn, dus het zal het blauwe gat produceren dat in de figuur wordt weergegeven, dat erg onstabiel wordt omdat er geen elektronen zijn, en het is gemakkelijk om elektronen te absorberen en te neutraliseren. , waardoor een halfgeleider van het P-type (positief) wordt gevormd. Op dezelfde manier wordt, wanneer fosforatomen worden opgenomen, één elektron zeer actief, omdat fosforatomen vijf elektronen hebben, waardoor halfgeleiders van het type N (negatief) worden gevormd. De gele zijn fosforkernen en de rode zijn de overtollige elektronen. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Halfgeleiders van het P-type bevatten meer gaten, terwijl halfgeleiders van het N-type meer elektronen bevatten, zodat wanneer halfgeleiders van het P-type en N-type worden gecombineerd, er een elektrisch potentiaalverschil zal worden gevormd op het contactoppervlak, dat de PN-overgang is.
Wanneer halfgeleiders van het P-type en het N-type worden gecombineerd, wordt een speciale dunne laag gevormd in het grensvlakgebied van de twee halfgeleiders, en wordt de P-type kant van de interface negatief geladen en de N-type kant positief geladen. Dit komt door het feit dat halfgeleiders van het P-type meerdere gaten hebben, en halfgeleiders van het N-type veel vrije elektronen, en dat er een concentratieverschil is. Elektronen in het N-gebied diffunderen naar het P-gebied, en gaten in het P-gebied diffunderen naar het N-gebied, waardoor een "intern elektrisch veld" wordt gevormd dat is gericht van N naar P, waardoor wordt voorkomen dat diffusie plaatsvindt. Nadat het evenwicht is bereikt, wordt zo'n speciale dunne laag gevormd om een potentiaalverschil te vormen, namelijk de PN-overgang.
Wanneer de wafer wordt blootgesteld aan licht, bewegen de gaten van de N-type halfgeleider in de PN-overgang naar het P-type gebied, en bewegen de elektronen in het P-type gebied naar het N-type gebied, wat resulteert in een stroom van het N-type gebied naar het P-type gebied. Vervolgens ontstaat er een potentiaalverschil in de PN-overgang, die de voeding vormt.