دانش ها

تصویری از اصل پانل های خورشیدی

تصویری از اصل پانل های خورشیدی

انرژی خورشیدی بهترین منبع انرژی برای بشر است و ویژگی های پایان ناپذیر و تجدیدپذیر آن مشخص می کند که ارزان ترین و کاربردی ترین منبع انرژی برای بشریت خواهد بود. پنل های خورشیدی انرژی پاک و بدون هیچ گونه آلودگی زیست محیطی هستند. دایانگ اپتوالکترونیک در سال‌های اخیر به سرعت توسعه یافته است، پویاترین زمینه تحقیقاتی است و همچنین یکی از پروژه‌های پرمخاطب است.

روش ساخت پنل های خورشیدی عمدتا بر اساس مواد نیمه هادی است و اصل کار آن استفاده از مواد فوتوالکتریک برای جذب انرژی نور پس از واکنش تبدیل فوتوالکتریک است که با توجه به مواد مختلف مورد استفاده می توان به: سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون و سلول های نازک تقسیم کرد. -فیلم سلول های خورشیدی، امروز عمدتا برای صحبت با شما در مورد پانل های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون.

اول، پانل های خورشیدی سیلیکونی

اصل کار سلول خورشیدی سیلیکونی و نمودار ساختار اصل تولید نیروی سلول خورشیدی عمدتاً اثر فوتوالکتریک نیمه هادی ها است و ساختار اصلی نیمه هادی ها به شرح زیر است:

بار مثبت نشان دهنده یک اتم سیلیکون و بار منفی نشان دهنده چهار الکترون است که به دور یک اتم سیلیکون می چرخند. هنگامی که کریستال سیلیکون با سایر ناخالصی ها مانند بور، فسفر و غیره مخلوط می شود، با افزودن بور، سوراخی در کریستال سیلیکون ایجاد می شود که تشکیل آن می تواند به شکل زیر اشاره کند:

بار مثبت نشان دهنده یک اتم سیلیکون و بار منفی نشان دهنده چهار الکترون است که به دور یک اتم سیلیکون می چرخند. رنگ زرد نشان دهنده اتم بور ترکیب شده است، زیرا تنها 3 الکترون در اطراف اتم بور وجود دارد، بنابراین حفره آبی نشان داده شده در شکل را ایجاد می کند که به دلیل عدم وجود الکترون بسیار ناپایدار می شود و به راحتی می توان الکترون ها را جذب کرد و خنثی کرد. ، یک نیمه هادی نوع P (مثبت) را تشکیل می دهد. به طور مشابه، هنگامی که اتم های فسفر ترکیب می شوند، چون اتم های فسفر دارای پنج الکترون هستند، یک الکترون بسیار فعال می شود و نیمه هادی های نوع N (منفی) را تشکیل می دهد. زردها هسته فسفر هستند و قرمزها الکترون های اضافی هستند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.

نیمه هادی های نوع P حاوی سوراخ های بیشتری هستند، در حالی که نیمه هادی های نوع N حاوی الکترون های بیشتری هستند، به طوری که وقتی نیمه هادی های نوع P و نوع N با هم ترکیب می شوند، اختلاف پتانسیل الکتریکی در سطح تماس که محل اتصال PN است ایجاد می شود.

هنگامی که نیمه هادی های نوع P و نوع N با هم ترکیب می شوند، یک لایه نازک ویژه در ناحیه سطحی دو نیمه هادی تشکیل می شود و سمت نوع P رابط دارای بار منفی و سمت نوع N دارای بار مثبت است. این به این دلیل است که نیمه هادی های نوع P دارای سوراخ های متعدد و نیمه هادی های نوع N دارای تعداد زیادی الکترون آزاد هستند و اختلاف غلظت وجود دارد. الکترون‌ها در ناحیه N به ناحیه P و حفره‌های ناحیه P در ناحیه N منتشر می‌شوند و یک "میدان الکتریکی داخلی" را تشکیل می‌دهند که از N به P هدایت می‌شود و بنابراین از ادامه انتشار جلوگیری می‌کند. پس از رسیدن به تعادل، چنین لایه نازک خاصی تشکیل می شود تا اختلاف پتانسیل را ایجاد کند که همان اتصال PN است.

هنگامی که ویفر در معرض نور قرار می گیرد، سوراخ های نیمه هادی نوع N در پیوند PN به ناحیه نوع P و الکترون های ناحیه P به منطقه نوع N حرکت می کنند و در نتیجه جریانی از منطقه نوع N به منطقه نوع P. سپس یک اختلاف پتانسیل در اتصال PN تشکیل می شود که منبع تغذیه را تشکیل می دهد.