A solar cell’s core is a p-n junction, an interface between p-type and n-type semiconductor materials. This junction creates a built-in electric field in a depletion region. When photons with sufficient energy strike the semiconductor, they create electron-hole pairs. The electric field separates these charge carriers, driving electrons to the n-side and holes to the p-side, generating a voltage.
الوصلة p-n هي اللبنة الأساسية لمعظم الخلايا الشمسية. تُصنع بوصل شبه موصل من النوع p، يحتوي على فائض من الثقوب (حاملات شحنة موجبة)، مع شبه موصل من النوع n، يحتوي على فائض من الإلكترونات (حاملات شحنة سالبة). يتحقق ذلك عادةً بتطعيم بلورة شبه موصلة واحدة، مثل السيليكون، بشوائب مختلفة على كلا الجانبين.
At the interface, electrons from the n-side diffuse into the p-side, and holes from the p-side diffuse into the n-side. This diffusion process doesn’t continue indefinitely. As electrons and holes cross the junction, they recombine, leaving behind ionized donor atoms on the n-side and ionized acceptor atoms on the p-side. This creates a region depleted of free charge carriers, known as the depletion region or space charge region. The fixed, ionized atoms in this region establish a strong, static electric field pointing from the n-side to the p-side.
This built-in electric field is crucial for the photovoltaic effect. When a photon with energy greater than the semiconductor’s bandgap energy ([latex]E_g[/latex]) is absorbed, it excites an electron from the valence band to the conduction band, creating an electron-hole pair. If this pair is generated within the depletion region or close enough to diffuse into it, the electric field acts on them. The field sweeps the electron towards the n-side and the hole towards the p-side. This separation of charge prevents immediate recombination and creates an accumulation of positive charge on the p-side and negative charge on the n-side. This charge separation across the device results in a photovoltage, which can drive a current through an external circuit, thus converting light energy into electrical energy.
متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية
احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه
أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة
{{العنوان}}
{% إذا كان المقتطف %}{{ مقتطفات | truncatewords: 55 }}
{% endif %}
