Ilustração do Princípio dos Painéis Solares
Ilustração do Princípio dos Painéis Solares
A energia solar é a melhor fonte de energia para a humanidade, e suas características inesgotáveis e renováveis determinam que ela se tornará a fonte de energia mais barata e prática para a humanidade. Os painéis solares são energia limpa, sem qualquer poluição ambiental. A Dayang Optoeletrônica desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos, é o campo de pesquisa mais dinâmico e também um dos projetos de maior destaque.
O método de fabricação de painéis solares é baseado principalmente em materiais semicondutores, e seu princípio de funcionamento é utilizar materiais fotoelétricos para absorver a energia luminosa após a reação de conversão fotoelétrica, de acordo com os diferentes materiais utilizados, podem ser divididos em: células solares à base de silício e finas -células solares de filme, hoje principalmente para falar com vocês sobre painéis solares à base de silício.
Primeiro, painéis solares de silício
Princípio de funcionamento e diagrama de estrutura da célula solar de silício O princípio de geração de energia por célula solar é principalmente o efeito fotoelétrico dos semicondutores, e a estrutura principal dos semicondutores é a seguinte:
Uma carga positiva representa um átomo de silício e uma carga negativa representa quatro elétrons orbitando um átomo de silício. Quando o cristal de silício é misturado com outras impurezas, como boro, fósforo, etc., quando o boro é adicionado, haverá um buraco no cristal de silício, e sua formação pode consultar a figura a seguir:
Uma carga positiva representa um átomo de silício e uma carga negativa representa quatro elétrons orbitando um átomo de silício. O amarelo indica o átomo de boro incorporado, pois existem apenas 3 elétrons ao redor do átomo de boro, então produzirá o buraco azul mostrado na figura, que se torna muito instável porque não há elétrons, e é fácil absorver elétrons e neutralizar , formando um semicondutor do tipo P (positivo). Da mesma forma, quando átomos de fósforo são incorporados, como os átomos de fósforo têm cinco elétrons, um elétron se torna muito ativo, formando semicondutores do tipo N (negativos). Os amarelos são núcleos de fósforo e os vermelhos são os elétrons em excesso. Conforme mostrado na figura abaixo.
Os semicondutores do tipo P contêm mais buracos, enquanto os semicondutores do tipo N contêm mais elétrons, de modo que quando os semicondutores do tipo P e do tipo N são combinados, uma diferença de potencial elétrico será formada na superfície de contato, que é a junção PN.
Quando os semicondutores do tipo P e do tipo N são combinados, uma camada fina especial é formada na região interfacial dos dois semicondutores), e o lado do tipo P da interface é carregado negativamente e o lado do tipo N é carregado positivamente. Isso se deve ao fato de que os semicondutores do tipo P possuem múltiplos buracos, e os semicondutores do tipo N possuem muitos elétrons livres, e há uma diferença de concentração. Os elétrons na região N se difundem para a região P, e os buracos na região P se difundem para a região N, formando um "campo elétrico interno" direcionado de N para P, evitando assim que a difusão prossiga. Depois de atingir o equilíbrio, uma camada fina especial é formada para formar uma diferença de potencial, que é a junção PN.
Quando o wafer é exposto à luz, os buracos do semicondutor tipo N na junção PN se movem para a região do tipo P, e os elétrons na região do tipo P se movem para a região do tipo N, resultando em uma corrente de a região do tipo N para a região do tipo P. Em seguida, forma-se uma diferença de potencial na junção PN, que forma a fonte de alimentação.