Литий-ионный аккумулятор для солнечной батареи

Принцип генерации энергии солнечными элементами основан в первую очередь на фотоэлектрическом эффекте полупроводников. Когда примеси, такие как бор и фосфор, легируются в кристалл кремния, добавление бора создает в кристалле вакансию. Положительный заряд представляет собой атом кремния, а отрицательный заряд — четыре окружающих его электрона.

Поскольку атом бора окружает только три электрона, создается вакансия. Эта вакансия нестабильна из-за отсутствия электрона и легко поглощает электроны, чтобы нейтрализовать их, образуя полупроводник типа P-.

Аналогичным образом, когда добавляются атомы фосфора, один электрон становится очень активным, поскольку у него пять электронов, образуя полупроводник типа N-.

Полупроводники типа P- содержат больше вакансий, а полупроводники типа N- содержат больше электронов. Следовательно, при объединении полупроводников типа P- и N-типа на границе раздела образуется разность потенциалов, образующая PN-переход.

При объединении полупроводников типа P- и N- на границе раздела между двумя полупроводниками образуется специальный тонкий слой. Сторона интерфейса типа P- заряжена отрицательно, а сторона типа N- заряжена положительно. Это связано с тем, что полупроводники типа P- имеют больше дырок, а полупроводники типа N- имеют больше свободных электронов, что приводит к разнице в концентрации. Электроны из N-области диффундируют в P-область, а дырки из P-области диффундируют в N-область. После диффузии из области N в область P образуется «внутреннее электрическое поле», которое предотвращает дальнейшую диффузию. При достижении равновесия образуется специальный тонкий слой, создающий разность потенциалов, который и есть PN-переход.