人気の科学：どのように太陽光発電？
Jan 05, 2018
光起電力発電は、半導体界面の光起電力効果を利用して、光エネルギーを直接電気に変換する技術である。 太陽光発電は主に、ソーラーパネル（モジュール）、コントローラ、インバータの3つの部分で構成されています。 主なコンポーネントは電子コンポーネントで構成されています。 だから、特定のプロセスは何ですか？ ここでは、我々は詳細な分析に来るだろう、太陽光発電プロセスは何ですか？
半導体について
シリコン結晶化学は非常に安定です。 フッ化水素以外の室温では他の物質との反応が難しく、アイドルフリー電子を持たないために導体が不良です。 最も外側の5電子のリン原子（P）、シリコン結晶中のリン原子、次いでシリコン結晶は、明らかに余分な自由電子である。
リン原子は4つの電子を取り出し、隣接する4つのシリコン原子は共有し、残りの電子は存在し、自由である。 シリコン結晶中の多数のシリコン原子はリン原子で置き換えられ、多くの自由電子を生じ、電気を伝導する。 この時点で、私たちは半導体を作りました、その名前は "N型半導体"です。
アルミニウム原子でドーピングした後、電子が欠落していることは明らかである。 アルミニウムやホウ素のような3価の原子を用いたシリコンドーピングは、「P型半導体」と呼ばれる別のタイプの半導体をもたらす。P「電子を満たすことを必要とする穴を想像する。
P型半導体も導電性である。というのは、外部電界を印加した後、P型半導体の電子が反対の電界方向の正孔を順次充填すると同時に、正孔が電流が発生する。
PN接合について
半導体結晶の一方の面がN型半導体であり、他方の面がP型半導体である場合、中央の接触面はPN接合と呼ばれる。 N型半導体では自由電子の濃度が高く、P型半導体ではホールの濃度が高い。 拡散の原理によれば、物質は常に高濃度から低濃度に拡散します。
したがって、PN接合では、N型半導体からP型半導体拡散まで自由電子が多くなり、その結果、N型半導体は電気的に中性であり、充電されていないが、損失のためにいくつかの電子のうち、正に帯電している。 P型半導体では、多くの自由電子が多くの正孔を充填し、正孔濃度が低下したため、元のP型半導体も電気的に中性であり、今や多くの電子よりも負の電気をもたらす。
PN接合では、一方の側が正に帯電し、他方の側が負に帯電しているので、接触面に内部電界が形成される。
太陽光発電プロセスとは何ですか？
典型的な半導体に太陽光が当たると、電子と正孔が生成されます。 つまり、太陽光が半導体中に自由電子を発生させると、電子が太陽電池を離れるために同時にホールが発生する。自由電子になるとその位置に必ず電子がなくなりホールができてしまう。
PN接合には内部電界が存在するため、太陽光がPN接合に電子と正孔を生成すると、電子は内部電界の作用でN型半導体に移動します。 同様に、正孔はP型半導体に移動する。 この時点で、PN接合がワイヤの両端に接続されている場合は、電流を生成することができます。
