(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)
يتكون قلب الخلية الشمسية من وصلة pn، وهي واجهة بين مواد أشباه الموصلات من النوع p والنوع n. تُنشئ هذه الوصلة مجالًا كهربائيًا داخليًا في منطقة الاستنزاف. عندما تصطدم الفوتونات ذات الطاقة الكافية بشبه الموصل، فإنها تُكوّن أزواجًا من الإلكترونات والفجوات. يفصل المجال الكهربائي حاملات الشحنة هذه، دافعًا الإلكترونات إلى الجانب n والفجوات إلى الجانب p، مما يُولّد جهدًا كهربائيًا.
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.
عند السطح الفاصل، تنتشر الإلكترونات من الجانب السالب (n) إلى الجانب الموجب (p)، وتنتشر الفجوات من الجانب الموجب إلى الجانب السالب. لا تستمر عملية الانتشار هذه إلى ما لا نهاية. فعندما تعبر الإلكترونات والفجوات الوصلة، تتحد من جديد، تاركةً وراءها ذرات مانحة متأينة على الجانب السالب وذرات مستقبلة متأينة على الجانب الموجب. ينتج عن ذلك منطقة مستنفدة من حاملات الشحنة الحرة، تُعرف بمنطقة الاستنزاف أو منطقة الشحنة الفضائية. تُنشئ الذرات المتأينة الثابتة في هذه المنطقة مجالًا كهربائيًا ساكنًا قويًا يتجه من الجانب السالب إلى الجانب الموجب.
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.
بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.
مبدأ الوصلة PN في الخلايا الكهروضوئية
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.
> تسجيل الدخول <
