Fotovoltaisk kraftgenerering är en teknik som direkt omvandlar ljusenergi till elektrisk energi genom att använda den fotovoltaiska volteffekten från halvledargränssnittet. Nyckelkomponenten i denna teknik är solcellen. Efter att solcellen är inkapslad och skyddad i serie kan ett stort område av solcellsmoduler bildas, och sedan kombineras med komponenter som strömkontroller, bildas en solcellskraftgenereringsanordning.
Principen för solcellskraftgenerering
1. Halvledare av N-typ och halvledare av P-typ
Inneboende halvledare, är en ren halvledare med kristallstrukturer bildar kovalenta bindningar mellan atomer. De två elektronerna i den kovalenta bindningen kallas valenselektroner.
Valenselektroner kan bryta sig loss från kärnans bojor och bli fria elektroner (negativt laddade) efter att ha fått en viss mängd energi (temperaturökning eller belysning), samtidigt som de lämnar en tomhet i den kovalenta bindningen, som kallas ett hål (positivt laddat). ). Både fria elektroner och hål kallas bärare, och antalet bärare i inre halvledare är ytterst litet, den elektriska ledningsförmågan är mycket dålig.
Införlivandet av spårmängder av föroreningar (vissa element) i den inneboende halvledaren bildar en föroreningshalvledare, som kan förbättra dess konduktivitet.
Tillsatsen av femvärt fosfor ersätter kiselatomen och fyra av de fem yttre elektronerna i det yttre skiktet av fosforatomen bildar en kovalent bindning med de omgivande halvledaratomerna, och den extra elektronen är nästan obunden och lättare att bli en fri elektron. Därför ökar antalet fria elektroner efter dopning, och fri elektronledning blir det huvudsakliga ledande läget för denna halvledare, som kallas halvledare av N-typ.
När trevärt bor införlivas för att ersätta kiselatomen skapas ett "hål" när de tre yttre elektronerna i det yttre lagret av boratomen bildar en kovalent bindning med de omgivande halvledaratomerna. Därför ökar antalet hål efter dopning avsevärt, och hålledning blir den huvudsakliga ledande metoden för denna halvledare, som kallas halvledare av P-typ.
Både N-typ och P-typ halvledare är neutrala och visar inte elektriska egenskaper till utsidan.
Elektronerna i halvledare av N-typ är majoritetsbärare och hålen är minoritetsbärare.
Hålen i halvledare av P-typ är majoritetsbärare, och elektronerna är minoritetsbärare.
2. "PN-övergång" och "solvoltseffekt"
PN-övergången är sammansatt av ett N-dopat område och ett dopningsområde av P-typ i nära kontakt. På en komplett bit kiselskiva används olika dopningsprocesser för att bilda halvledare av N-typ på ena sidan och halvledare av P-typ på andra sidan. Området nära gränssnittet för de två typerna av halvledare är PN-övergången. Den grundläggande strukturen för en solcell är en plan PN-övergång med stor yta.
När solljus träffar PN-övergången, absorberar PN-övergången ljusenergi för att excitera elektroner och hål, vilket genererar spänning i PN-övergången, kallad "fotovoltaisk volteffekt" eller helt enkelt "fotovoltaisk effekt".
