Ciência popular: como a geração de energia fotovoltaica?
Jan 05, 2018
A geração de energia fotovoltaica é uma tecnologia que utiliza o efeito fotovoltaico de uma interface semicondutora para converter energia leve diretamente em eletricidade. A geração de energia fotovoltaica é composta principalmente por três partes de um painel solar (um módulo), um controlador e um inversor. Os componentes principais são compostos de componentes eletrônicos. Então, o que é um processo específico? Aqui, vamos chegar a uma análise detalhada, o processo de geração de energia fotovoltaica é o quê?
Sobre os semicondutores
A química do cristal de silício é muito estável. À temperatura ambiente, exceto fluoreto de hidrogênio, é difícil reagir com outras substâncias e é um condutor pobre porque não possui elétrons livres ociosos. Os átomos de fósforo (P) dos cinco elétrons mais externos, os átomos de fósforo no cristal de silício, então o cristal de silício é, obviamente, um elétron extra livre.
Os átomos de fósforo retiram quatro elétrons e os quatro átomos de silicone adjacentes compartilham, há um elétron restante, é gratuito. Numerosos átomos de silício em cristais de silício são substituídos por átomos de fósforo, dando origem a muitos elétrons livres, de modo que conduz a eletricidade. Neste ponto, fizemos um semicondutor, o nome é "semicondutor de tipo N".
Após doping com átomos de alumínio, é claro que existe um elétron que falta. O doping de silício com átomos trivalentes, como o alumínio e o boro, resulta em outro tipo de semicondutor chamado "semicondutor de tipo P". Imagine um buraco que requer que os elétrons sejam preenchidos.
O semicondutor de tipo P também é condutor, porque após a aplicação de um campo elétrico externo, os elétrons no semicondutor de tipo P preenchem sequencialmente os orifícios na direção do campo elétrico oposto e, ao mesmo tempo, os orifícios se movem na direção do campo elétrico, de modo que a corrente seja gerada.
Sobre a junção PN
Se um lado de um cristal semicondutor é um semicondutor de tipo N e o outro lado é um semicondutor de tipo P, a superfície de contato no meio é chamada de junção PN. Em semicondutores de tipo N, a concentração de elétrons livres é alta, enquanto que em semicondutores de tipo P, a concentração de furos é alta. De acordo com o princípio da difusão, as substâncias sempre difundem de altas concentrações para baixas concentrações.
Portanto, na junção PN, haverá muitos elétrons livres do semicondutor de tipo N para a difusão semicondutora de tipo P, o resultado é que o semicondutor de tipo N é eletricamente neutro, não carregado, mas por causa da perda de alguns dos elétrons, é carregado positivamente. No semicondutor de tipo P, porque muitos elétrons livres funcionaram para preencher muitos buracos, resultando em redução da concentração do buraco, o semicondutor tipo P original também é eletricamente neutro, agora mais do que muito eletrônico, então traga eletricidade negativa.
Na junção PN, um lado é carregado positivamente e o outro lado é carregado negativamente, formando assim um campo elétrico interno na superfície de contato.
O que é o processo de geração de energia fotovoltaica?
Quando a luz do sol brilha em um semicondutor típico, os elétrons e os orifícios são gerados. Ou seja, quando a luz solar gera um elétron livre em um semicondutor, um buraco é gerado ao mesmo tempo porque o elétron deixa a célula solar. A posição a ser, ao se tornar um elétron livre, essa posição necessariamente não possui um elétron, e os furos são criados .
Como há um campo elétrico interno na junção PN, quando a luz solar gera elétrons e furos na junção PN, os elétrons se movem para o semicondutor tipo N sob a ação do campo elétrico interno. Da mesma forma, os buracos se movem para o semicondutor tipo P. Neste ponto, se a junção PN conectada às duas extremidades do fio, você pode gerar corrente.
