Prinċipju għall-Għixien tas-Silġ jew tas-Silġ Fotovoltaiku

Il-kovertiment tal-enerġija ta’ l-ħalib fil-enerġija elektrika huwa mbas il-fenomenu magħruf bħala effett fotovoltaiku. Meta materjalijiet semikonduċturi jkunu esposti llil-ħalib, xi parti mill-fotoni tal-ħalib jiġu assorbiti mill-kristall semikonduċtur li jkun immaġġina numru konsiderevoli ta’ elektroni ħżiena fil-kristall. Dan huwa s-silġa bażika għall-prodotti ta’ kurrent elektriku minnhaġġar l-effett fotovoltaiku. Il-ċellula fotovoltaika hi l-unità bażika tas-sistema fejn l-effett fotovoltaiku jiġi użat biex jipprodutaw kurrent elektriku mill-enerġija tal-ħalib. Is-silġju huwa l-materjal semikonduċtur iktar miftuħ għal ikstruzzjoni tal-ċellula fotovoltaika. L-atom tas-silġju għandu erbgħa elektroni valenza. F’kristall solida, kull atom tas-silġju jispalla kull waħda minn t-talbiet erbgħa valenza tiegħu mal-aktar atom tas-silġju ħdejja, bluġi jkunu żviluppata legami kovalenti bejnhom. Fl-immod dan, kristall tas-silġju jippermetti struttura latiċi tetraedrika. Waqt li raggio tal-ħalib jistabbil fuq materiali ħafna, xi parte mill-ħalib tiġi riflessa, xi parte tuġġa permeblu fl-materiali u l-baqja tiġi assorbita mill-materiali.

Il-stess xejn jiġri meta l-ħalib jikteb fuq kristall tas-silġju. Jekk l-intensità tal-ħalib inkidenti hija abbaż, numru suffizjent ta’ fotoni jiġu assorbiti mil-kristall u dawn il-fotoni, f’dan it-tramut, jistimulaw xi elektroni tal-kovalenti. Dawn l-elettroni stimulati jiġu suffizjent energija biex jagħmlu migrazzjoni mill-band tal-valenza sal-band tal-konduzzjoni. Minħabba livell tal-enerġija ta’ dawn l-elettroni fi band tal-konduzzjoni, huma jgħadlu mill-kovalenti widdien buġia fit-tielet. Dawn jiġu magħrufa bħala elettroni ħżiena u jimmuraw casualment fil-struttura kristallina tas-silġju. Dawn l-elettroni ħżiena u l-buġiet għandhom ruħa vitali fil-ħolqa tal-enerġija fil-ċellula fotovoltaika. Dawn l-elettroni u l-buġiet jiġu mgħarrfa bħala elettroni u buġiet mhuxxen mill-ħalib rispettivament. Dawn l-elettroni u l-buġiet mhuxxen mill-ħalib ma jistgħux ipprodutaw kurrent fil-kristall tas-silġju daħlu. Għand hemm tkun mekanism addizzjonali biex dan isir.

Meta impurità pentavalenti kif l-fosforu jiġu żidta tas-silġju, l-erbgħa elektroni valenza ta’ kull atom pentavalenti fosforu jiġu spartiwa permezz ta’ legami kovalenti ma’ erbgħa atoms silġju ħdejjed, u l-ebda valenza tal-ebda elektron mhuxxel l-ebda oportun ta’ li jkun legami kovalenti.

Din il-kumpluta tal-ebda elektron qissem relativament laxxa mal-aktar atom tagħha. Nawfas fl-temperatura tal-kamra, l-enerġija termika disponibbli fil-kristall hija abbaż biex tissoppi dawn il-kumpluta tal-ebda elektron laxxa minn atom tagħhom fosforu. Waqt li din il-kumpluta tal-ebda elektron laxxa tissoppjaw minn atom tagħhom fosforu, l-atom fosforu jkun jonj positivi immobili. Id-dettassocijat tal-ebda elektron jkun liber, iżda ma jkunx ebda legami kovalenti mhuxxen jew buġiet fil-kristall biex jirreassosjaj. Dawn l-elettroni liberi minn impuritajiet pentavalenti huma dejjem pronti biex jikkunduktw kurrent fis-semikonduċtur. Anki jkun hemm numru ta’ elettroni liberi, il-materjal huwa neutral elektrikament, mingħajr li l-numru ta’ jonj positivi fosforu blokkati fil-struttura kristallina huwa identiku mal-numru ta’ elettroni liberi li jkunu miftuħ minnhom. Il-proċess ta’ inseriment tal-impuritajiet fis-semikonduċtur huwa magħruf bħala doping, u l-impuritajiet huma magħrufa bħala dopants. Id-dopants pentavalenti li jdonaw il-ebda elektron libera lil kristall semikonduċtur huma magħrufa bħala donaturi. Is-semikonduċturi doped mid-dopants donaturi huma magħrufa bħala tip n jew tip negattiv semikonduċturi, għax huma fulla ta’ elettroni liberi li huma negattiv karika naturalment.

Meta insteddi ta’ atomi fosforu pentavalenti, jiġu żidta atomi impuritajiet trivalenti kif boron fis-kristall semikonduċturi, tip kontra semikonduċturi se jiġi kkreat. Fi kazz dan, xi atoms silġju fil-latice kristallina se jiġu sostitwiti b’atoms boron, bil-mod ieħor, l-atoms boron se jokkupaw postijiet sustitwita ta’ atoms silġju fil-struttura latice. Tlieta elektroni valenza tal-atom boron se jippareja ma’ elektroni valenza ta’ tlieta atoms silġju ħdejjed biex jiktbu tlieta legami kovalenti kumpleti. Ghal din il-konfigurazzjoni, se jkun hemm atom silġju għal kull atom boron, l-erbgħa valenza tal-ebda elektron ta’ liema ma jkunx jgħadil ngħixxel biex jkumpleta l-erbgħa kovalenti. Ara, l-erbgħa valenza tal-ebda elektron ta’ dawn l-atoms silġju jiġu mhuxxen u jbehavju bħala legami mhuxxen. Ara, se jkun diffawn ta’ elektron fil-legami mhuxxen, u għalhekk il-legami mhuxxen dejjem attiraw elektron biex jissodisfaw din id-diffawn. Ara, jkun hemm vakanza għal elektron biex jisedi.

Dan il-vakanzi huwa konċettwalment magħruf bħala buġa positiva. Fis-semikonduċturi doped mid-impuritajiet trivalenti, numru konsiderevoli ta’ legami kovalenti huma kontinwament miftuħ biex ikumpletaw legami kovalenti oħrajn mhuxxen. Meta legami waħid jiġi miftuh, buġa waħid jiġi kkreat fih. Meta legami waħid ikumpleta, il-buġa fih tidderfi. Fil-mod dan, buġa waħid tara li tidderfi, buġa oħra ħdejja tiġi kkreat. Ara, l-buġiet huma moviment relattivament fis-kristall semikonduċturi. Minħabba dan, tista’ qal li l-buġiet wkoll jistgħu jimuraw liberament bħala elettroni liberi fis-kristall semikonduċturi. Kull waħda minn dawn l-buġiet tista’ taccepta elektron, l-impuritajiet trivalenti huma magħrufa bħala dopants akkettaw u is-semikonduċturi doped mid-dopants akkettaw huma magħrufa bħala tip p jew tip pozitiv semikonduċturi.

Fis-semikonduċturi tip n l-ewwel l-elettroni liberi jinkarigaw negattivament u fis-semikonduċturi tip p l-ewwel l-buġiet jinkarigaw pozitivament, għalhekk l-elettroni liberi fis-semikonduċturi tip n u l-buġiet liberi fis-semikonduċturi tip p huma magħrufa bħala karrieri majoritarji fis-semikonduċturi tip n u tip p rispettivament.

Hemm barriera potenzjali kbira bejn materiali tip n u tip p. Din il-barriera potenzjali hija essenzjali għal funzjonament ta’ ċellula fotovoltaika jew solar. Meta semikonduċturi tip n u tip p jkuntattjawx, l-elettroni liberi qrib is-superficie ta’ kontatt fis-semikonduċturi tip n jgħadlu b’buġiet qrib fis-semikonduċturi tip p. Ara, l-elettroni liberi fis-semikonduċturi tip n qrib is-superficie ta’ kontatt jkunu jgħadlu lill-buġiet qrib fis-semikonduċturi tip p biex jirkombinaw. Mhux biss l-elettroni liberi, iżda l-elettroni valenza fis-semikonduċturi tip n qrib is-superficie ta’ kontatt ukoll jgħadlu mill-kovalenti u jirkombinaw mal-buġiet aktar qrib fis-semikonduċturi tip p. Ara, wara li l-kovalenti jiġu miftuħ, se jkun hemm numru ta’ buġiet kkreati fis-semikonduċturi tip n qrib is-superficie ta’ kontatt. Ara, qrib zona ta’ kontatt, l-buġiet fis-materiali tip p jiġu miskluti għalhekk ir-rkombinazzjoni, u l-ebda, l-buġiet jiġu kkreati fis-semikonduċturi tip n qrib is-superficie ta’ kontatt stess. Din hija ekwivalenti għal migrazzjoni tal-buġiet mit-tip p għal tip n. Ara, fl-aħħar meta semikonduċturi tip n u tip p jkuntattjawx, l-elettroni mit-tip n se jkunu jgħadlu lit-tip p u l-buġiet mit-tip p se jkunu jgħadlu lit-tip n. Il-proċess huwa veloċi, iżda ma jkunx jmiss għal-lanqas. Wara xogħol ħin, se jkun hemm strata ta’ karika negattiva (elettroni eżessivi) fis-semikonduċturi tip p qrib is-superficie ta’ kontatt u strata ta’ karika pozitiva (jonj positivi) fis-semikonduċturi tip n qrib is-superficie ta’ kontatt. L-għadd tal-strati ta’ karika negattiva u pozitiva se jzid sal-liema limit, iżda wara dan, ma jkunx hemm aktar elettroni li jkunu jgħadlu mis-semikonduċturi tip n għal tip p. Dan għalhekk, meta elektron fis-semikonduċturi tip n jerga’ jgħadlu għal tip p, jaffronta strata sufficjent ta’ jonj positivi fis-semikonduċturi tip n stess li jkun jgħadlu b’essa mingħajr ma jpassjawlu. B’modi similar, l-buġiet ma jkunux jgħadlu għal tip n mis-semikonduċturi tip p. Meta l-buġiet jergu jgħadlu għal strata negattiva fis-semikonduċturi tip p, jrkombinaw mal-elettroni u ma jkunux hemm aktar moviment għal tip n.

B’modi ieħor, strata ta’ karika negattiva fis-parti tip p u strata ta’ karika pozitiva fis-parti tip n flimkella jkunu barriera li tappożi migrazzjoni ta’ karrieri tal-karika minn parti wahda għal l-oħra. B’modi similar, l-buġiet fis-regjun tip p jiġu mmussaw mimmeta jkunu jingħadlu għal regjun tip n. Għal karika pozitiva u negattiva, se jkun hemm kamp elektriku permezz tar-reġjun u dan ir-reġjun huwa magħruf bħala reġjun ta’ depażizzjoni.

Ara, ngħidu għal kristall tas-silġju. Meta raggio tal-ħalib jistabbil fuq il-kristall, xi parte mill-ħalib tiġi assorbita, u kif konsekwenza, xi elektroni valenza jiġu stimulati u jgħadlu mill-kovalenti, biex jipprodutaw coppji elettron-buġa liberi.

Jekk l-ħalib jistabbil fuq semikonduċturi tip n, l-elettroni mill-coppji elettron-buġa mhuxxen mill-ħalib ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p, għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jgħadlu għal part tip p għalhekk ma jkunu jkunu jg......

Dikjarazzjoni: Ir-respetta l-oriġinali, l-artikoli tajba huma digni li jisqaslu, jekk hemm infringment jekk jogħġbok ikontattja għal skonta.