Illustrazione del principio dei pannelli solari
Illustrazione del principio dei pannelli solari
L’energia solare è la migliore fonte di energia per l’umanità e le sue caratteristiche inesauribili e rinnovabili determinano che diventerà la fonte di energia più economica e pratica per l’umanità. I pannelli solari sono energia pulita senza alcun inquinamento ambientale. Dayang Optoelectronics si è sviluppata rapidamente negli ultimi anni, è il campo di ricerca più dinamico ed è anche uno dei progetti di più alto profilo.
Il metodo di realizzazione dei pannelli solari si basa principalmente su materiali semiconduttori e il suo principio di funzionamento è quello di utilizzare materiali fotoelettrici per assorbire l'energia luminosa dopo la reazione di conversione fotoelettrica, a seconda dei diversi materiali utilizzati, possono essere suddivisi in: celle solari a base di silicio e celle solari sottili -celle solari a film, oggi vi parliamo principalmente dei pannelli solari a base di silicio.
Innanzitutto, i pannelli solari in silicio
Principio di funzionamento e diagramma strutturale della cella solare al silicio Il principio di generazione dell'energia della cella solare è principalmente l'effetto fotoelettrico dei semiconduttori e la struttura principale dei semiconduttori è la seguente:
Una carica positiva rappresenta un atomo di silicio e una carica negativa rappresenta quattro elettroni che orbitano attorno a un atomo di silicio. Quando il cristallo di silicio viene mescolato con altre impurità, come boro, fosforo, ecc., quando viene aggiunto boro, si formerà un buco nel cristallo di silicio e la sua formazione può fare riferimento alla figura seguente:
Una carica positiva rappresenta un atomo di silicio e una carica negativa rappresenta quattro elettroni che orbitano attorno a un atomo di silicio. Il giallo indica l'atomo di boro incorporato, perché ci sono solo 3 elettroni attorno all'atomo di boro, quindi produrrà il buco blu mostrato in figura, che diventa molto instabile perché non ci sono elettroni, ed è facile assorbire elettroni e neutralizzarli , formando un semiconduttore di tipo P (positivo). Allo stesso modo, quando vengono incorporati atomi di fosforo, poiché gli atomi di fosforo hanno cinque elettroni, un elettrone diventa molto attivo, formando semiconduttori di tipo N (negativo). Quelli gialli sono nuclei di fosforo e quelli rossi sono gli elettroni in eccesso. Come mostrato nella figura seguente.
I semiconduttori di tipo P contengono più buchi, mentre i semiconduttori di tipo N contengono più elettroni, quindi quando i semiconduttori di tipo P e di tipo N vengono combinati, si formerà una differenza di potenziale elettrico sulla superficie di contatto, che è la giunzione PN.
Quando i semiconduttori di tipo P e di tipo N vengono combinati, si forma uno speciale strato sottile nella regione interfacciale dei due semiconduttori) e il lato di tipo P dell'interfaccia viene caricato negativamente e il lato di tipo N viene caricato positivamente. Ciò è dovuto al fatto che i semiconduttori di tipo P hanno più lacune e i semiconduttori di tipo N hanno molti elettroni liberi e c'è una differenza di concentrazione. Gli elettroni nella regione N diffondono nella regione P, e le lacune nella regione P diffondono nella regione N, formando un "campo elettrico interno" diretto da N a P, impedendo così il procedere della diffusione. Dopo aver raggiunto l'equilibrio, si forma uno strato sottile così speciale per formare una differenza di potenziale, che è la giunzione PN.
Quando il wafer è esposto alla luce, le lacune del semiconduttore di tipo N nella giunzione PN si spostano nella regione di tipo P e gli elettroni nella regione di tipo P si spostano nella regione di tipo N, risultando in una corrente da dalla regione di tipo N alla regione di tipo P. Quindi si forma una differenza di potenziale nella giunzione PN, che costituisce l'alimentazione.