Beth yw egwyddor cynhyrchu pŵer celloedd solar?

Now, more and more solar cells appear in people's field of vision. As long as there is sunlight, it can generate current, which is not too convenient. What is its principle? Today, I will briefly and slightly in-depth talk about the power generation principle of the most common crystalline silicon solar cells.

First of all, we have to introduce the raw material of crystalline silicon solar cells: silicon.These black and somewhat metallic things are polysilicon initially prepared by some chemical methods. Silicon is a semiconducting material, which means its conductivity is between that of a conductor and an insulator. Unlike metals, silicon's carriers have something called holes in addition to electrons.

Beth yw twll?

Mae pedwar electron yn haen allanol yr atom silicon. Os yw rhai electronau'n cael rhywfaint o egni o'r byd y tu allan, byddant yn torri'n rhydd ac yn dod yn electronau rhydd, a bydd sefyllfa wreiddiol yr electronau yn dod yn wag, ac mae'r swydd wag hon yn dwll. Gwyddom i gyd fod electronau'n cael eu gwefru'n negyddol, felly mae tyllau yn cyfateb i gludwr â gwefr bositif.

Wel, o wybod hyn, y peth nesaf yr ydym am siarad amdano yw P-type silicon a N-type silicon. Mae hyn yn syml iawn, mae silicon math P yn golygu mai tyllau yw'r cludwyr mwyafrif, ac mae silicon math N yn golygu mai electronau yw'r cludwyr mwyafrif. Beth? Rydych chi'n dweud y dylai nifer yr electronau a thyllau fod yr un peth? Hmm Os yw purdeb silicon yn 100 y cant , wrth gwrs mae'r nifer yr un peth, ond beth os ydym yn disodli rhywfaint o'r silicon yn yr elfen o silicon gydag elfen â phum electron yn haen allanol yr atom? Beth os rhowch elfen yn ei le sydd â dim ond tri electron yn y plisgyn mwyaf allanol?

Y ddwy elfen sy'n cael eu dopio fwyaf i silicon yw ffosfforws (a 5 falens) a boron (a 3 falens).

Yna, mae rhywbeth a elwir yn gyffordd PN, nad yw'n ddim ond darn o silicon math P a darn o silicon math N. Yn gyffredinol, mae arwyneb darn o silicon math P-yn cael ei ddopio â ffosfforws i ffurfio haen o silicon math N, ac i'r gwrthwyneb, fel bod cyffordd PN yn cael ei ffurfio yn yr ardal lle mae'r P-teipiwch silicon a'r rhyngwyneb N-type silicon.

Mae ffurfio cyffordd PN yn syml iawn. Gan fod llawer o dyllau rhydd mewn silicon math P, a bod llawer o electronau rhydd mewn silicon math N, oherwydd y gwahaniaeth mewn crynodiad, mae'r tyllau yn silicon math P yn tryledu i mewn i N-math silicon, tra bod gan y math N o silicon fwy o electronau rhydd. Mae electronau mewn silicon hefyd yn tryledu i mewn i silicon math P. Yn y modd hwn, bydd maes trydan yn cael ei ffurfio yn yr ardal lle mae silicon math P a N yn cwrdd. Rydym yn ei alw'n faes trydan adeiledig. Wrth i'r trylediad fynd rhagddo, bydd cryfder y maes trydan yn dod yn fwy ac yn fwy, a bydd y maes trydan yn gwthio'r tyllau i'r math P-math o silicon. gwthio cyfeiriad. Yn olaf, mae'r grym maes trydan a'r gwahaniaeth crynodiad yn ffurfio cydbwysedd, gan sicrhau cyffordd PN sefydlog.

Nawr am y rhan olaf. Sut mae cyffordd PN yn cynhyrchu trydan? Fel lled-ddargludydd, mae gan silicon eiddo pwysig arall. Hynny yw, pan fydd golau, bydd yr electronau yn yr haen allanol o silicon yn cael egni o'r golau i ddod yn electronau rhydd ac yn gadael twll yn y safle gwreiddiol i ffurfio pâr twll electron. Os yw'r grŵp hwn o barau tyllau electron yn cael eu cynhyrchu yn y rhanbarth lle mae'r maes trydan wedi'i adeiladu yn y gyffordd PN, o dan weithred grym y maes trydan, bydd y tyllau'n symud i'r rhanbarth P, a bydd yr electronau symud i ranbarth y Gogledd. Yn y modd hwn, bydd gwahaniaeth posibl yn cael ei gynhyrchu ar draws y gyffordd PN. Os byddwn yn cysylltu dau ben y gyffordd PN â'r electrod ac yna'n ei droi ymlaen, bydd cerrynt yn cael ei gynhyrchu.

Yr uchod yw egwyddor cynhyrchu pŵer celloedd solar. Mae'r egwyddor yn eithaf syml, ond yn y broses gynhyrchu, er mwyn gwella effeithlonrwydd batri, mae yna lawer o brosesau eraill y mae angen eu gwella.