X’hu l-Effett Fotovoltaġiku?

L-effett li għalhekk li jikkonverti l-enerġija tal-lanġas u lil enerġija elektrika f'materiali ta' semikonduċturi speċifiċi huwa magħruf bħala effett fotovoltaiku. Dan ikkonverti direttament l-enerġija tal-lanġas għal kurrent elektriku mingħajr xi proċess intermedi. Biex nmostaw l-effett fotovoltaiku nassummu blokk ta' kristall tal-silicon.
L-parti fuq tas-silicon hi mmixta b'impuritati donaturi u l-parti ta' hawn t'hommixta b'impuritati akkettar. Għalhekk il-konsentrazzjoni ta' elektronijiet liberi hi tnejn qasra fl-areal n-typu malaka l-areal p-typu, u l-konsentrazzjoni ta' spazji fi l-areal p-typu hi tnejn qasra mill-areal n-typu. Jkun hemm gradjent ta' konsentrazzjoni qasir ta' portatori ta' karika fuq il-linja tal-għaqda tal-blokk. L-elektronijiet liberi mil-areal n-typu jipprovav jiżfondew għal areal p-typu u l-spazji fil-areal p-typu jipprovav jiżfondew għal areal n-typu. Din hija xejn li jidher li d-dinamika naturali tal-portatori ta' karika, li dawn jipprovaw jiżfondew minn parti ta' konsentrazzjoni qasra għal parti ta' konsentrazzjoni inqas. Kull elektron libru minn areal n-typu li jiżfod għal areal p-typu, jħalli jon pożittiv warajh fil-areal n-typu.

Din hija xejn li kull elektron libru fil-areal n-typu huwa ġġenerat minn atom donatur neutrali. Fi stess mod, meta spazju jiżfod mill-areal p-typu għal areal n-typu, jħalli jon negattiv warajh fil-areal p-typu.

Skont din il-logika, kull spazju fil-areal p-typu huwa ġġenerat minn atom akkettar. Il-jonijiet donaturi u akkettar huma immobili u miftuħa fil-struttura tal-kristall. Huwa ovvju li l-elektronijiet libri tal-areal n-typu li huma l-akkar bluġħ għal l-areal p-typu jiżfondew waħdan war l-ieħor, biex jiktbu strata ta' jonijiet pożittivi immobili fil-areal n-typu madwar il-għaqda.

Fi stess mod, l-spazji libri fil-areal p-typu li huma l-akkar bluġħ għal l-areal n-typu jiżfondew waħdan war l-ieħor, biex jiktbu strata ta' jonijiet negattivi immobili fil-areal p-typu madwar il-għaqda. Dawn il-strati ta' koncentrazzjoni ta' jonijiet pożittivi u negattivi jiktbu kamp elektriku fuq il-għaqda, li jdir mitt pożittiv għal negattiv, jew mill-areal n-typu għal l-areal p-typu. Wara l-presenza ta' dan il-kamp elektriku, id-dinamika tal-portatori ta' karika fis-silicon ikollhom forza li jidrifaw skont il-direzzjoni tal-kamp. Kif naqbilna, il-każ pozitiv jidrif skont il-direzzjoni tal-kamp, għalhekk is-spazji (jekk jinkunu) fil-areal n-typu jidrifaw għal partit p tal-għaqda.

Minn banda oħra, l-elektronijiet negattivi (jekk jinkunu) fil-areal p-typu jidrifaw għal areal n-typu, għaliex il-każ negattiv jidrif kontra d-direzzjoni tal-kamp. Fuq il-għaqda p-n, il-żfond tal-portatori ta' karika u l-idrif tagħhom tkomplu. Il-żfond tal-portatori ta' karika jiktbu u j żdied il-wisq tal-bariera potenzjali fuq il-għaqda, u l-idrif tal-portatori ta' karika jidminni. Fis-silġ tal-equilibrijum termokinetiku u mingħajr forza esterna, il-żfond tal-portatori ta' karika huwa ugwali u kontra l-idrif, għalhekk il-wisq tal-bariera potenzjali jibqa' stabili.

Issa, l-parti n-typu tal-blokk tal-kristall tal-silicon tieħu l-ħajt tas-silġ. Xi fotoni jiġu assorbiti mill-blokk. Xi fotoni assorbiti jkunnu jilqu energija akbar mill-enerġija tal-gap bejn band tal-valenza u band tal-konduzzjoni. Għalhekk, xi elektronijiet tal-valenza fil-bond kovalenti jiġu emozzjonati u jispicċaw mill-bond, jħallu spazju fit-tifsira. Fl-mod dan, jiġu ġenerati żewġijiet elektron-spazju fil-kristall għall-ħajt tas-silġ. Is-spazji ta' dawn l-żewġijiet elektron-spazju fil-areal n-typu għandhom probabbiltà kbira ta' rekombinazzjoni ma' l-elektronijiet numrużi (portatori majori). Għalhekk, il-ċellula sojar hija disegnata bħal daqs li l-elektronijiet u s-spazji ġenerati mill-ħajt ma jagħmlux jiġu rekombinati mal-portatori majori.

Il-semikonduċtur (silicon) huwa mmixtu b'mod li t-għaqda p-n tiġi kkreatja bluġħ għal surfisu espost tas-silġ. Jiġi ċrejt żewġiet elektron-spazju fil-kristall, fejn l-elektronijiet jiġu drifati għal areal n-typu u s-spazji jiġu swipta għal areal p-typu għall-influwenza tal-kamp elektriku tal-għaqda, u għalhekk, fit-tnejn, jiġu contributi għal flus ta' kurrent f'ċirkwit estern.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.