Popular Zinātne: Kā fotogalvaniskās enerģijas ražošana?
Jan 05, 2018
Fotoelementu enerģijas ražošana ir tehnoloģija, kas izmanto pusvadītāju saskarnes fotoelektrisko efektu, lai gaismas enerģiju tieši pārvērstu elektroenerģijā. Fotoelementu elektroenerģijas ražošanai galvenokārt veido trīs saules paneļa (moduļa) daļas, regulators un pārveidotājs. Galvenie komponenti sastāv no elektroniskām sastāvdaļām. Tātad, kāds ir īpašs process? Šeit mēs sīki izanalizēsim, kāds ir fotoelementu enerģijas ražošanas process?
Par pusvadītājiem
Silīcija kristālķīmija ir ļoti stabila. Pie istabas temperatūras, izņemot fluorūdeņradi, ir grūti reaģēt ar citām vielām, un tas ir slikts vadītājs, jo tam nav brīvgaitas elektronu. Fosfora atoms (P) no pieciem visplašākajiem elektroniem, fosfora atomi uz silīcija kristālu, tad silīcija kristāls, protams, ir papildus brīva elektroni.
Fosfora atomi izņem četrus elektronus un četrus blakus esošos silīcija atomus, tur ir elektronu atlikušais, tas ir bez maksas. Daudzus silīcija atomus silīcija kristālos aizvieto fosfora atomi, tādējādi radot daudz brīvu elektronu, tādējādi veicot elektroenerģiju. Šajā brīdī mēs esam izveidojuši pusvadītāju, tā nosaukums ir "N tipa pusvadītājs".
Pēc dopēšanas ar alumīnija atomiem ir skaidrs, ka trūkst elektronu. Silīcija dopings ar trivalentiem atomus, piemēram, alumīniju un bāru, rada cita veida pusvadītāju, ko sauc par "P tipa pusvadītāju". P "Iedomājieties caurumu, kam elektroni piepildāmi.
P veida pusvadītājs ir arī vadītspējīgs, jo pēc ārējā elektriskā lauka pielietojuma P tipa pusvadītāju elektroni pakāpeniski piepilda atveres pretējā elektriskā lauka virzienā, un tajā pašā laikā caurumi pārvietojas virzienā uz elektrisko lauku, tādējādi radot strāvu.
Par PN krustojumu
Ja pusvadītāju kristāla viena puse ir N veida pusvadītājs un otrā puse ir P tipa pusvads, kontakta virsmu vidū sauc par PN savienojumu. N-tipa pusvadītājos brīvo elektronu koncentrācija ir augsta, savukārt P tipa pusvadītājos caurumu koncentrācija ir augsta. Saskaņā ar difūzijas principu vielas vienmēr izkliedējas no lielām koncentrācijām līdz zemām koncentrācijām.
Tāpēc PN savienojumā no N-veida pusvadītājiem būs daudz brīvu elektronu līdz P tipa pusvadītāju difūzijai, kā rezultātā N tipa pusvadītājs ir neitrāls, neuzlādēts, bet zaudējuma dēļ dažu elektronu, tas ir pozitīvi uzlādēts. P-tipa pusvadītājos, jo daudzi brīvie elektroni skrēja, lai aizpildītu daudz caurumu, kā rezultātā samazināta cauruma koncentrācija, oriģināls P tipa pusvadītājs ir arī elektrisks neitrāls, tagad tas ir vairāk nekā daudz elektronisko, tādējādi iegūstot negatīvu elektrību.
PN krustojumā viena puse ir pozitīvi uzlādēta, un otra puse ir negatīvi uzlādēta, tādējādi saskaroties ar virsmas iekšējo elektrisko lauku.
Kāds ir saules enerģijas ražošanas process?
Ja tipisks pusvadītājs spīd saules gaismā, rodas elektroni un caurumi. Tas ir, ja saules gaisma ģenerē brīvo elektronu pusvadītāju, tajā pašā laikā tiek ģenerēts caurums, jo elektrons atstāj saules bateriju. Tā vietā, kļūstot par brīvo elektronu, šim stāvoklim noteikti nav elektronu, un ir izveidotas caurumi .
Tā kā PN krustojumā ir iekšējs elektriskais lauks, kad saules gaisma rada elektronus un caurumus PN krustojumā, elektroni pāriet uz N tipa pusvadītāju iekšējā elektriskā lauka iedarbībā. Tāpat caurumi pāriet uz P tipa pusvadītāju. Šajā brīdī, ja PN savienojums ir savienots abos vadu galos, jūs varat ģenerēt strāvu.
