cellules photovoltaïques

la barrière pour le fonctionnement des cellules photovoltaïques ou solaires en 2027

le fonctionnement des cellules photovoltaïques ou solaires

 

cellules solaires
solaires

Il y a toujours la possibilité d’une barrière entre les substances de type n et de type p, cette barrière potentielle est nécessaire pour le fonctionnement des cellules photovoltaïques ou solaires.

Alors que les semi-conducteurs de type n et de type p sont en contact les uns avec les autres, les électrons libres proches de la surface de contact du semi-conducteur de type n sont entourés d’un grand nombre de trous de matériau de type p. Par conséquent, les électrons libres près de la surface de contact d’un semi-conducteur de type n sautent vers les trous adjacents du matériau de type p pour se recombiner.

En plus des électrons libres, les électrons de valence d’un matériau de type n près de la surface de contact échappent également à la liaison covalente et se recombinent avec des trous voisins supplémentaires dans les semi-conducteurs de type p.

Au fur et à mesure que les liaisons covalentes sont rompues, un certain nombre de trous se forment près de la surface de contact dans le matériau de type n.

Par conséquent, près de la zone de contact, les trous dans les matériaux de type p disparaissent en raison de la recombinaison, tandis que les trous apparaissent dans les matériaux de type n près de la même zone de contact. Cela correspond à la transition des trous des semi-conducteurs de type p aux semi-conducteurs de type n.

Lorsque les semi-conducteurs de type n et de type p entrent en contact, les électrons des semi-conducteurs de type n seront transférés au type p et les trous des semi-conducteurs de type p seront transférés au type n. Le processus est extrêmement rapide, mais il ne dure pas éternellement. Après un certain temps, une couche de charge négative (électrons en excès) se formera le long de la surface de contact du semi-conducteur de type p adjacent au contact.

 

photovoltaïques solaires
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De même, il y aura une couche de charge positive (ions positifs) le long de la surface de contact du semi-conducteur de type n adjacente au contact . L’épaisseur de ces couches de charge négative et positive augmente jusqu’à un certain point, après quoi la migration électronique du semi-conducteur de type n au semi-conducteur de type p cesse. Lorsqu’un électron d’un semi-conducteur de type n tente de migrer à travers un semi-conducteur de type p, il rencontre une couche suffisamment épaisse d’ions positifs dans le semi-conducteur de type n lui-même, où il tombera sans se croiser.

 

De même, les trous ne migreront plus des semi-conducteurs de type p vers les semi-conducteurs de type n. Lorsque les trous d’un semi-conducteur de type p tentent de traverser la couche négative, ils se recombinent avec les électrons et ne se déplacent plus vers la région de type n.

En d’autres termes, la couche de charge négative du côté p et la couche de charge positive du côté de type n s’opposent à la migration des porteurs de charge d’un côté à l’autre.

De même, les trous de la région de type p sont empêchés d’entrer dans la région de type n. En raison des couches chargées positives et négatives, un champ électrique sera présent dans toute la région, connu sous le nom de couche d’épuisement.
Nous allons maintenant discuter du cristal de silicium. Lorsqu’un rayon lumineux frappe un cristal, une partie de la lumière est absorbée et, par conséquent, certains électrons de valence sont excités et s’échappent de la liaison covalente, ce qui entraîne des paires électron-trou libre.

électrique
électrique solaire

Si la lumière frappe un semi-conducteur de type n, les paires électron-trou générées par la lumière sont incapables de migrer vers la région p en raison de la répulsion du champ électrique à travers la barrière de potentiel de la couche d’appauvrissement.

Dans le même temps, les trous générés par la lumière traversent la région d’appauvrissement en raison de l’attraction du champ électrique de la couche d’appauvrissement, où ils se recombinent avec des électrons. Le manque d’électrons dans cette région est alors compensé par les électrons de valence de la région p, ce qui donne un nombre égal de trous dans la région p.

En conséquence, les trous générés par la lumière sont déplacés vers la région p, où ils sont piégés, car ils ne peuvent pas retourner dans la région de type n en raison de la répulsion de la barrière potentielle.

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