ソーラーパネルの原理図解
ソーラーパネルの原理図解
太陽エネルギーは人類にとって最良のエネルギー源であり、その無尽蔵で再生可能な特性により、人類にとって最も安価で最も実用的なエネルギー源となることが決定されています。 太陽光パネルは環境汚染のないクリーンエネルギーです。 ダヤン オプトエレクトロニクスは近年急速に発展しており、最もダイナミックな研究分野であり、最も注目を集めているプロジェクトの XNUMX つでもあります。
ソーラーパネルの製造方法は主に半導体材料に基づいており、その動作原理は、光電変換反応後に光電材料を使用して光エネルギーを吸収することであり、使用されるさまざまな材料に応じて、シリコンベースの太陽電池と薄型太陽電池に分けられます。 -フィルム太陽電池、今日は主にシリコンベースの太陽電池パネルについてお話します。
まずはシリコンソーラーパネル
シリコン太陽電池の動作原理と構造図 太陽電池の発電原理は主に半導体の光電効果であり、半導体の主な構造は次のとおりです。
正電荷はシリコン原子を表し、負電荷はシリコン原子を周回する XNUMX つの電子を表します。 シリコン結晶にホウ素やリンなどの他の不純物が混合されている場合、ホウ素を添加するとシリコン結晶に穴が開き、その形成は次の図を参照できます。
正電荷はシリコン原子を表し、負電荷はシリコン原子を周回する 3 つの電子を表します。 黄色は取り込まれたホウ素原子を示します。ホウ素原子の周りには電子が XNUMX つしかないため、図に示す青いホールが生成されます。電子がないため非常に不安定になり、電子を吸収して中和しやすくなります。 、P（ポジティブ）型半導体を形成します。 同様に、リン原子を導入すると、リン原子にはXNUMXつの電子があるため、XNUMXつの電子が非常に活発になり、N(マイナス)型半導体が形成されます。 黄色はリン原子核、赤色は過剰電子です。 以下の図に示すように。
P型半導体には正孔が多く含まれ、N型半導体には電子が多く含まれるため、P型半導体とN型半導体を組み合わせると、接触面であるPN接合に電位差が形成されます。
P型半導体とN型半導体を組み合わせると、XNUMXつの半導体の界面領域に特殊な薄い層が形成され、界面のP型側がマイナスに、N型側がプラスに帯電します。 これは、P型半導体には複数の正孔があり、N型半導体には自由電子が多く、濃度差があるためです。 N領域の電子はP領域へ拡散し、P領域の正孔はN領域へ拡散し、NからPへ向かう「内部電界」が形成され、拡散が進まなくなります。 平衡に達した後、このような特別な薄層が形成されて電位差が形成され、これが PN 接合です。
ウェーハが光にさらされると、PN 接合の N 型半導体の正孔が P 型領域に移動し、P 型領域の電子が N 型領域に移動し、その結果、 N型領域からP型領域へ。 すると、PN 接合に電位差が形成され、電源が形成されます。