(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
A solar cell’s core is a p-n junction, an interface between p-type and n-type अर्धचालक 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.
pn जंक्शन अधिकांश सौर कोशिकाओं का मूलभूत घटक है। यह p-प्रकार के अर्धचालक (जिसमें होल्स (धनात्मक आवेश वाहक) की अधिकता होती है) और n-प्रकार के अर्धचालक (जिसमें इलेक्ट्रॉन (ऋणात्मक आवेश वाहक) की अधिकता होती है) को जोड़कर बनता है। यह आमतौर पर सिलिकॉन जैसे एक ही अर्धचालक क्रिस्टल को दोनों ओर अलग-अलग अशुद्धियों से डोप करके प्राप्त किया जाता है।
इंटरफ़ेस पर, n-साइड से इलेक्ट्रॉन p-साइड में फैलते हैं, और p-साइड से होल n-साइड में फैलते हैं। यह प्रसार प्रक्रिया अनिश्चित काल तक जारी नहीं रहती। जैसे ही इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन को पार करते हैं, वे पुनर्संयोजित हो जाते हैं, जिससे n-साइड पर आयनित दाता परमाणु और p-साइड पर आयनित ग्राही परमाणु रह जाते हैं। इससे मुक्त आवेश वाहकों से रहित एक क्षेत्र बनता है, जिसे रिक्तीकरण क्षेत्र या स्पेस चार्ज क्षेत्र के रूप में जाना जाता है। इस क्षेत्र में स्थिर, आयनित परमाणु n-साइड से p-साइड की ओर इंगित करते हुए एक मजबूत, स्थिर विद्युत क्षेत्र स्थापित करते हैं।
यह अंतर्निर्मित विद्युत क्षेत्र इसके लिए महत्वपूर्ण है। फोटोवोल्टिक प्रभावजब अर्धचालक के बैंडगैप ऊर्जा (E_g) से अधिक ऊर्जा वाला एक फोटॉन अवशोषित होता है, तो यह वैलेंस बैंड से एक इलेक्ट्रॉन को कंडक्शन बैंड में उत्तेजित करता है, जिससे एक इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बनता है। यदि यह युग्म रिक्तीकरण क्षेत्र के भीतर या उसके इतने निकट उत्पन्न होता है कि उसमें विसरित हो सके, तो विद्युत क्षेत्र उन पर कार्य करता है। यह क्षेत्र इलेक्ट्रॉन को n-साइड की ओर और होल को p-साइड की ओर ले जाता है। आवेश का यह पृथक्करण तत्काल पुनर्संयोजन को रोकता है और p-साइड पर धनात्मक आवेश और n-साइड पर ऋणात्मक आवेश का संचय करता है। उपकरण में आवेश के इस पृथक्करण के परिणामस्वरूप एक फोटोवोल्टेज उत्पन्न होता है, जो एक बाहरी परिपथ के माध्यम से धारा प्रवाहित कर सकता है, इस प्रकार प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
पीएन जंक्शन फोटोवोल्टिक सिद्धांत
(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)
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