ความรู้

ภาพประกอบของหลักการของแผงโซลาร์เซลล์

ภาพประกอบของหลักการของแผงโซลาร์เซลล์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ดีที่สุดสำหรับมนุษยชาติ และคุณลักษณะที่ไม่มีวันหมดและหมุนเวียนได้เป็นตัวกำหนดว่าจะกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ถูกที่สุดและใช้งานได้จริงมากที่สุดสำหรับมนุษยชาติ แผงโซลาร์เซลล์เป็นพลังงานสะอาดปราศจากมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม Dayang Optoelectronics มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เป็นสาขาการวิจัยที่มีพลวัตมากที่สุด และยังเป็นหนึ่งในโครงการที่มีชื่อเสียงมากที่สุดอีกด้วย

วิธีการทำแผงโซลาร์เซลล์นั้นขึ้นอยู่กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นหลัก และหลักการทำงานของมันคือการใช้วัสดุโฟโตอิเล็กทริกเพื่อดูดซับพลังงานแสงหลังจากปฏิกิริยาการแปลงโฟโตอิเล็กทริก ตามวัสดุต่าง ๆ ที่ใช้ สามารถแบ่งออกเป็น: เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนและเซลล์บาง ๆ -เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์ม วันนี้จะพูดถึงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนเป็นหลัก

ประการแรก แผงโซลาร์เซลล์แบบซิลิคอน

หลักการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนและแผนภาพโครงสร้าง หลักการของการสร้างพลังงานเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่เป็นเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกของเซมิคอนดักเตอร์ และโครงสร้างหลักของเซมิคอนดักเตอร์มีดังนี้:

ประจุบวกหมายถึงอะตอมของซิลิคอน และประจุลบหมายถึงอิเล็กตรอน XNUMX ตัวที่โคจรรอบอะตอมของซิลิคอน เมื่อคริสตัลซิลิคอนผสมกับสิ่งเจือปนอื่นๆ เช่น โบรอน ฟอสฟอรัส ฯลฯ เมื่อเติมโบรอน จะมีรูในผลึกซิลิคอน และการก่อตัวของมันอาจอ้างอิงถึงรูปต่อไปนี้:

ประจุบวกหมายถึงอะตอมของซิลิคอน และประจุลบหมายถึงอิเล็กตรอน 3 ตัวที่โคจรรอบอะตอมของซิลิคอน สีเหลืองแสดงถึงอะตอมของโบรอนที่รวมเข้าด้วยกันเนื่องจากมีอิเล็กตรอนเพียง XNUMX ตัวอยู่รอบอะตอมของโบรอนจึงทำให้เกิดหลุมสีน้ำเงินดังรูปซึ่งไม่เสถียรอย่างมากเนื่องจากไม่มีอิเล็กตรอนและง่ายต่อการดูดซับอิเล็กตรอนและทำให้เป็นกลาง สร้างเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P (บวก) ในทำนองเดียวกัน เมื่ออะตอมฟอสฟอรัสถูกรวมเข้าไว้ เนื่องจากอะตอมฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอน XNUMX ตัว อิเล็กตรอน XNUMX ตัวจะมีความว่องไวมาก ก่อตัวเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N (ลบ) สีเหลืองคือนิวเคลียสของฟอสฟอรัส และสีแดงคืออิเล็กตรอนส่วนเกิน ดังแสดงในรูปด้านล่าง

เซมิคอนดักเตอร์ชนิด P มีรูมากกว่า ในขณะที่เซมิคอนดักเตอร์ชนิด N มีอิเล็กตรอนมากกว่า ดังนั้นเมื่อรวมเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และชนิด N จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าที่พื้นผิวสัมผัสซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อ PN

เมื่อเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และชนิด N ถูกรวมเข้าด้วยกัน จะเกิดชั้นบางพิเศษขึ้นในบริเวณส่วนต่อประสานของเซมิคอนดักเตอร์ทั้งสองชนิด) และด้านชนิด P ของอินเทอร์เฟซจะมีประจุลบ และด้านชนิด N นั้นมีประจุบวก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P มีหลายรู และเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก และมีความเข้มข้นที่แตกต่างกัน อิเล็กตรอนในบริเวณ N แพร่กระจายไปยังบริเวณ P และรูในบริเวณ P จะแพร่กระจายไปยังบริเวณ N ทำให้เกิด "สนามไฟฟ้าภายใน" ที่ส่งตรงจาก N ไปยัง P ดังนั้นจึงป้องกันมิให้มีการแพร่กระจายต่อไป หลังจากถึงจุดสมดุลแล้ว ชั้นบางพิเศษดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างความต่างศักย์ ซึ่งก็คือจุดเชื่อมต่อ PN

เมื่อแผ่นเวเฟอร์สัมผัสกับแสง รูของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ในช่องต่อ PN จะเคลื่อนไปยังบริเวณประเภท P และอิเล็กตรอนในบริเวณประเภท P จะเคลื่อนไปยังบริเวณประเภท N ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าจาก ภูมิภาคประเภท N ไปยังภูมิภาคประเภท P จากนั้นจะเกิดความต่างศักย์ขึ้นที่ทางแยก PN ซึ่งก่อให้เกิดแหล่งจ่ายไฟ