Ilustracija principa solarnih panelov
Ilustracija principa solarnih panelov
Sončna energija je najboljši vir energije za človeštvo, njene neizčrpne in obnovljive lastnosti pa določajo, da bo postala najcenejši in najbolj praktičen vir energije za človeštvo. Sončni kolektorji so čista energija brez onesnaževanja okolja. Dayang Optoelectronics se v zadnjih letih hitro razvija, je najbolj dinamično raziskovalno področje in je tudi eden najbolj odmevnih projektov.
Metoda izdelave sončnih kolektorjev temelji predvsem na polprevodniških materialih, njeno načelo delovanja pa je uporaba fotoelektričnih materialov za absorpcijo svetlobne energije po reakciji fotoelektrične pretvorbe, glede na različne uporabljene materiale pa jih lahko razdelimo na: sončne celice na osnovi silicija in tanke -filmske sončne celice, danes predvsem zato, da bi vam govorili o sončnih celicah na osnovi silicija.
Prvič, silicijeve sončne celice
Načelo delovanja silicijeve sončne celice in strukturni diagram Načelo proizvodnje energije sončne celice je predvsem fotoelektrični učinek polprevodnikov, glavna struktura polprevodnikov pa je naslednja:
Pozitivni naboj predstavlja atom silicija, negativni naboj pa štiri elektrone, ki krožijo okoli atoma silicija. Ko se kristal silicija pomeša z drugimi nečistočami, kot so bor, fosfor itd., ko se doda bor, bo v kristalu silicija luknja, njena tvorba pa se lahko nanaša na naslednjo sliko:
Pozitivni naboj predstavlja atom silicija, negativni naboj pa štiri elektrone, ki krožijo okoli atoma silicija. Rumena označuje vgrajen atom bora, ker so okoli atoma bora le 3 elektroni, zato bo nastala modra luknja, prikazana na sliki, ki postane zelo nestabilna, ker ni elektronov, in jo je enostavno absorbirati in nevtralizirati , ki tvori polprevodnik P (pozitivnega) tipa. Podobno, ko so atomi fosforja vključeni, ker imajo atomi fosforja pet elektronov, postane en elektron zelo aktiven in tvori polprevodnike N(negativnega) tipa. Rumena so fosforjeva jedra, rdeča pa odvečne elektrone. Kot je prikazano na spodnji sliki.
Polprevodniki tipa P vsebujejo več lukenj, medtem ko polprevodniki tipa N vsebujejo več elektronov, tako da se pri združitvi polprevodnikov tipa P in N na kontaktni površini, ki je PN-spoj, tvori razlika električnega potenciala.
Ko se polprevodniki tipa P in N združijo, se v medfazni regiji obeh polprevodnikov oblikuje posebna tanka plast), pri čemer je stran vmesnika tipa P negativno nabita, stran tipa N pa pozitivno nabita. To je posledica dejstva, da imajo polprevodniki tipa P več lukenj, polprevodniki tipa N pa imajo veliko prostih elektronov in obstaja razlika v koncentraciji. Elektroni v območju N difundirajo v območje P, luknje v območju P pa difundirajo v območje N, pri čemer tvorijo "notranje električno polje", usmerjeno od N proti P, s čimer preprečujejo nadaljevanje difuzije. Po doseganju ravnovesja se oblikuje takšna posebna tanka plast, ki tvori potencialno razliko, ki je PN spoj.
Ko je rezina izpostavljena svetlobi, se luknje polprevodnika tipa N v PN spoju premaknejo v območje tipa P, elektroni v območju tipa P pa se premaknejo v območje tipa N, kar povzroči tok iz regije tipa N v regijo tipa P. Nato nastane potencialna razlika v PN spoju, ki tvori napajalnik.