فتوولتاییک چیست؟

فتوولتاییک چیست؟

هر سلول خورشیدی از یک کریستال سیلیکونی تشکیل شده است در واقع یک شبکه کوالانسی از اتم‌های سیلیکون می‌باشد، چنانچه سیلیکون خالص باشد هر اتم سیلیکون با به اشتراک گذاشتن الکترون‌های لایه ظرفیت با اتم کناری تشکیل یک شبکه کوالانسی می‌دهند در این حالت چنانچه این الکترون‌ها انرژی جذب نمایند و این انرژی از انرژی پیوندی بیشتر باشد این پیوندها شکسته و این الکترون‌ها می‌توانند به صورت آزاد در این شبکه حرکت کنند، به این هدایت، هدایت درونی و یا ذاتی گفته می‌شود و در مجموع صفر خواهد بود. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد.

به منظور تولید جریان از یک اتم ناخالصی استفاده می‌نمایند که این اتم ناخالصی می‌تواند دارای الکترون اضافی در لایه ظرفیت و یا کمتر نسبت به سیلیکون باشد. چنانچه اتم اضافه‌شده دارای الکترون بیشتری باشد مانند فسفر، این اتم 4 الکترون خود را با سیلیکون به اشتراک گذاشته و الکترون اضافی می‌تواند با دریافت مقداری انرژی به صورت آزادانه حرکت کنند.

در مواردی که از اتمی با 3 الکترون در لایه ظرفیت استفاده شده است، یک حفره در واقع به وجود می‌آید و حال این حفره با الکترون اتم‌های سیلیکون مجاور پر می‌شود و لذا یک حفره جدید در جایی دیگر تولید می‌شود. شکل زیر این امر را نشان می‌دهد.

حال فرض کنید که یک لایه n و یک لایه p در کنار هم قرار گیرند در این حالت الکترون‌های ناحیه n تمایل دارند تا با حفره‌های ناحیه p ترکیب شوند و همین امر منجر به آن خواهد شد که در مرز تماس بین این دو لایه یک ناحیه خنثی ایجاد شود. در این ناحیه خنثی با توجه به شکل زیر یک  میدان الکتریکی تولید می‌شود.

این میدان الکتریکی همانند سدی در مقابل حرکت الکترون­ها بوده و مانع از ایجاد جریان الکتریکی خواهد شد. حال اگر چنانچه نور به سطح این دو لایه بتابد الکترون‌ها با جذب انرژی از پیوندها شکسته شده و چنانجه انرژی دریافتی بیش از نیروی وارده از طرف میدان ناحیه خنثی باشد جریان الکتریکی به وجود آمده و با وصل بار به دو سر آن، جریان جاری خواهد شد. تولید جریان بدین طریق، فتوولتاییک نامیده می‌شود.

 

1 Comment


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *