Güneş Panelleri Prensibinin İllüstrasyonu
Güneş Panelleri Prensibinin İllüstrasyonu
Güneş enerjisi insanlık için en iyi enerji kaynağı olup, tükenmez ve yenilenebilir özellikleri onun insanlık için en ucuz ve en pratik enerji kaynağı olacağını belirlemektedir. Güneş panelleri çevreyi kirletmeyen temiz enerjidir. Dayang Optoelektronik son yıllarda hızla gelişti, en dinamik araştırma alanı ve aynı zamanda en yüksek profilli projelerden biri.
Güneş panelleri yapma yöntemi esas olarak yarı iletken malzemelere dayanmaktadır ve çalışma prensibi, fotoelektrik dönüşüm reaksiyonundan sonra ışık enerjisini absorbe etmek için fotoelektrik malzemeler kullanmaktır; kullanılan farklı malzemelere göre ayrılabilir: silikon bazlı güneş pilleri ve ince -film güneş pilleri, bugün sizinle esas olarak silikon bazlı güneş panelleri hakkında konuşacağım.
İlk olarak silikon güneş panelleri
Silikon güneş pili çalışma prensibi ve yapı şeması Güneş pili güç üretimi prensibi esas olarak yarı iletkenlerin fotoelektrik etkisidir ve yarı iletkenlerin ana yapısı aşağıdaki gibidir:
Pozitif yük bir silikon atomunu, negatif yük ise bir silikon atomunun etrafında dönen dört elektronu temsil eder. Silikon kristali bor, fosfor vb. gibi diğer yabancı maddelerle karıştırıldığında, bor eklendiğinde silikon kristalinde bir delik oluşacaktır ve oluşumu aşağıdaki şekle göre yapılabilir:
Pozitif yük bir silikon atomunu, negatif yük ise bir silikon atomunun etrafında dönen dört elektronu temsil eder. Sarı, birleşik bor atomunu gösterir, çünkü bor atomunun etrafında yalnızca 3 elektron vardır, dolayısıyla şekilde gösterilen mavi deliği üretecektir; bu, elektron olmadığı için çok kararsız hale gelir ve elektronları absorbe etmek ve nötralize etmek kolaydır. P (pozitif) tipi bir yarı iletken oluşturur. Benzer şekilde, fosfor atomları dahil edildiğinde, fosfor atomlarının beş elektronu olduğundan, bir elektron çok aktif hale gelir ve N (negatif) tipi yarı iletkenler oluşturur. Sarı olanlar fosfor çekirdekleri, kırmızı olanlar ise fazla elektronlardır. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi.
P tipi yarı iletkenler daha fazla delik içerirken, N tipi yarı iletkenler daha fazla elektron içerir, böylece P tipi ve N tipi yarı iletkenler birleştirildiğinde PN bağlantısı olan temas yüzeyinde bir elektrik potansiyeli farkı oluşacaktır.
P-tipi ve N-tipi yarı iletkenler birleştirildiğinde, iki yarı iletkenin arayüzey bölgesinde özel bir ince tabaka oluşur ve arayüzün P-tipi tarafı negatif olarak yüklenir ve N-tipi tarafı pozitif olarak yüklenir. Bunun nedeni, P tipi yarı iletkenlerin birden fazla deliğe sahip olması, N tipi yarı iletkenlerin ise çok sayıda serbest elektrona sahip olması ve konsantrasyon farkı olmasıdır. N bölgesindeki elektronlar P bölgesine yayılır ve P bölgesindeki delikler N bölgesine yayılır, N'den P'ye yönlendirilmiş bir "iç elektrik alanı" oluşturur, böylece difüzyonun ilerlemesi engellenir. Dengeye ulaştıktan sonra potansiyel farkı oluşturacak özel bir ince tabaka, yani PN eklemi oluşur.
Plaka ışığa maruz bırakıldığında, PN bağlantı noktasındaki N-tipi yarı iletkenin delikleri P-tipi bölgeye hareket eder ve P-tipi bölgedeki elektronlar da N-tipi bölgeye hareket eder, bu da şu şekilde bir akım oluşmasına neden olur: N-tipi bölgeden P-tipi bölgeye. Daha sonra güç kaynağını oluşturan PN bağlantısında potansiyel bir fark oluşur.