(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
सौर सेल का कोर एक पीएन जंक्शन होता है, जो पी-टाइप और एन-टाइप अर्धचालक पदार्थों के बीच का इंटरफ़ेस होता है। यह जंक्शन एक रिक्तीकरण क्षेत्र में अंतर्निर्मित विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। जब पर्याप्त ऊर्जा वाले फोटॉन अर्धचालक से टकराते हैं, तो वे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बनाते हैं। विद्युत क्षेत्र इन आवेश वाहकों को अलग करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन एन-साइड की ओर और होल पी-साइड की ओर चले जाते हैं, और इस प्रकार वोल्टेज उत्पन्न होता है।
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।
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.
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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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