సౌర కлет్ల లేదా ఫోటోవోల్టాయిక్ కలనికి పనిప్రక్రియ

ప్రకాశ శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడం ఒక ప్రకాశవిద్యుత్ ప్రభావం అని పిలువబడే ఒక ఘటనపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెమికండక్టర్ పదార్థాలను ప్రకాశంతో ఎదురుకున్నప్పుడు, ప్రకాశ కిరణాల కొన్ని ఫోటన్లు సెమికండక్టర్ క్రిస్టలం ద్వారా అందుకున్నాయి, ఇది క్రిస్టలంలో చాలా ఎన్నో స్వీయ ఇలక్త్రాన్లను కల్పిస్తుంది. ఇది ప్రకాశవిద్యుత్ ప్రభావం ద్వారా విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయడం యొక్క ప్రాథమిక కారణం. ప్రకాశవిద్యుత్ కోషం ప్రకాశవిద్యుత్ ప్రభావం ద్వారా ప్రకాశ శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడానికి ఉపయోగించే పద్దతిలో ప్రాథమిక యూనిట్. సిలికాన్ ప్రకాశవిద్యుత్ కోషాన్ని నిర్మించడానికి అత్యధికంగా ఉపయోగించే సెమికండక్టర్ పదార్థం. సిలికాన్ పరమాణువు నాలుగు వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది. ఒక ఘన క్రిస్టలంలో, ప్రతి సిలికాన్ పరమాణువు తన నాలుగు వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్లను మరొక గణనీయ సిలికాన్ పరమాణువుతో పంచుకుంటుంది, అందువల్ల వాటి మధ్యలో కోవలెంట్ బాండులు ఏర్పడతాయి. ఈ విధంగా, సిలికాన్ క్రిస్టలం టెట్రహెడ్రల్ లాటిస్ రచనను పొందుతుంది. ప్రకాశ కిరణం ఏదైనా పదార్థంపై పడినప్పుడు, ప్రకాశంలో కొన్ని భాగం ప్రతిబింబించబడుతుంది, కొన్ని భాగం పదార్థం ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, మిగిలిన భాగం పదార్థం ద్వారా అందుకున్నాయి.

ప్రకాశం సిలికాన్ క్రిస్టలంపై పడినప్పుడు అదే విధంగా జరుగుతుంది. ప్రస్తుత ప్రకాశం శక్తివంతమైనప్పుడు, క్రిస్టలం ద్వారా చాలా ఎన్నో ఫోటన్లు అందుకున్నాయి, ఈ ఫోటన్లు, తాజాగా, కోవలెంట్ బాండుల్లో కొన్ని ఇలక్త్రాన్లను ఉత్తేజించుతాయి. ఈ ఉత్తేజిత ఇలక్త్రాన్లు తర్వాత వాలెన్స్ బాండు నుండి కాన్డక్షన్ బాండుకు వచ్చే శక్తిని పొందుతాయి. ఈ ఇలక్త్రాన్ల శక్తి లెవల్ కాన్డక్షన్ బాండులో ఉంటే, వారు కోవలెంట్ బాండుల నుండి వెళుతాయి, ప్రతి తొలగించబడిన ఇలక్త్రాన్ కోవలెంట్ బాండులో ఒక ఖాళీని రాస్తాయి. ఈ ఖాళీలను స్వీయ ఇలక్త్రాన్లు అంటారు, వారు సిలికాన్ క్రిస్టలం రచనలో ఎవరైనా చలనం చేస్తారు. ప్రకాశవిద్యుత్ కోషంలో విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయడంలో ఈ స్వీయ ఇలక్త్రాన్లు మరియు ఖాళీలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. ఈ ఇలక్త్రాన్లను మరియు ఖాళీలను వర్ణించేందుకు వాటిని ప్రకాశం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఇలక్త్రాన్లు మరియు ఖాళీలు అంటారు. ఈ ప్రకాశం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఇలక్త్రాన్లు మరియు ఖాళీలు సిలికాన్ క్రిస్టలంలో ఒక్కటిగా విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయలేవు. అది చేయడానికి కొన్ని అదనపు మెకానిజం ఉండాలి.

పంటావలెన్స్ అంశాలు, ఉదాహరణకు, ఫాస్ఫరస్, సిలికాన్కు చేర్చబడినప్పుడు, ప్రతి పంటావలెన్స్ ఫాస్ఫరస్ పరమాణువు యొక్క నాలుగు వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్లు నాలుగు గణనీయ సిలికాన్ పరమాణువులతో కోవలెంట్ బాండుల ద్వారా పంచుకుంటాయి, ఐదవ వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్ కోవలెంట్ బాండు సృష్టించడానికి అవకాశం లేదు.

ఈ ఐదవ ఇలక్త్రాన్ తర్వాత తన ప్రభుత్వ పరమాణువుతో సంబంధంలో స్వల్పంగా బాండు చేస్తుంది. గ్రహం పై ఉన్న ఉష్ణోగ్రతా శక్తి స్వల్పంగా బాండు చేసిన ఐదవ ఇలక్త్రాన్ని తన ప్రభుత్వ ఫాస్ఫరస్ పరమాణువు నుండి వేరు చేయడానికి సామర్థ్యం ఉంటుంది. ఈ ఐదవ ఇలక్త్రాన్ తన ప్రభుత్వ ఫాస్ఫరస్ పరమాణువు నుండి వేరయినప్పుడు, ఫాస్ఫరస్ పరమాణువు స్థిరంగా ఉండే పోజిటివ్ ఆయన్లు అవుతాయి. ఈ వేరయిన ఇలక్త్రాన్ స్వీయంగా ఉంటుంది, కానీ కోవలెంట్ బాండు లేదా ఖాళీ లేకుండా మళ్లీ కలిసే అవకాశం లేదు. ఈ స్వీయ ఇలక్త్రాన్లు సెమికండక్టర్లో శక్తి ప్రవహించడానికి ఎల్లప్పుడూ సామర్థ్యం ఉంటుంది. ఇలక్త్రాన్ల సంఖ్య ఉన్నాయి, కానీ పోజిటివ్ ఫాస్ఫరస్ ఆయన్ల సంఖ్య క్రిస్టల్ రచనలో నిలిపిన స్వీయ ఇలక్త్రాన్ల సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది. సెమికండక్టర్లో అందుకున్న అందమైన పదార్థాలను డోపింగ్ అంటారు, మరియు డోపింగ్ చేయబడిన అందమైన పదార్థాలను డోపాంట్స్ అంటారు. పంటావలెన్స్ డోపాంట్స్ సెమికండక్టర్ క్రిస్టల్‌కు తన ఐదవ స్వీయ ఇలక్త్రాన్ను దానికి అందించిన వాటిని డోనర్స్ అంటారు. డోనర్ డోపాంట్స్ ద్వారా డోపింగ్ చేయబడిన సెమికండక్టర్లను n-ప్రకారం లేదా నెగెటివ్ ప్రకారం సెమికండక్టర్లు అంటారు, ఎందుకంటే వాటిలో చాలా ఎన్నో స్వీయ ఇలక్త్రాన్లు ఉంటాయి, వాటి ప్రకృతి నెగెటివ్గా ఉంటుంది.

పంటావలెన్స్ ఫాస్ఫరస్ పరమాణువులకు ప్రత్యేకంగా, ట్రయావలెన్స్ అంశాలు, ఉదాహరణకు, బోరన్, సెమికండక్టర్ క్రిస్టల్‌కు చేర్చబడినప్పుడు, విపరీత రకమైన సెమికండక్టర్ సృష్టించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, క్రిస్టల్ లాటిస్ లో కొన్ని సిలికాన్ పరమాణువులు బోరన్ పరమాణువులతో మారుతాయి, ఇతర మార్గంగా చెప్పాలంటే, బోరన్ పరమాణువులు మారిన సిలికాన్ పరమాణువుల స్థానాలను ప్రాప్తించబోతాయి. బోరన్ పరమాణువు యొక్క మూడు వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్లు మూడు గణనీయ సిలికాన్ పరమాణువుల వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్లతో కోవలెంట్ బాండులు సృష్టించబోతాయి. ఈ రకమైన కన్ఫిగరేషన్ కోసం, ప్రతి బోరన్ పరమాణువుకు ఒక సిలికాన్ పరమాణువు ఉంటుంది, యది తన నాలుగో కోవలెంట్ బాండును పూర్తిచేయడానికి గణనీయ వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్లను కనుగొనలేదు. అందువల్ల ఈ సిలికాన్ పరమాణువుల నాలుగో వలెన్స్ ఇలక్త్రాన్ అపూర్ణంగా ఉంటుంది మరియు అపూర్ణ బాండు వంటివి ఉంటాయి. అందువల్ల అపూర్ణ బాండు ఎల్లప్పుడూ ఇలక్త్రాన్ను పూర్తించడానికి ఆకర్షిస్తుంది. అందువల్ల, ఇలక్త్రాన్ ఉంటే స్థానం ఉంటుంది.

ఈ ఖాళీని స్వల్పంగా పోజిటివ్ ఖాళీ అంటారు. ట్రయావలెన్స్ డోపాంట్స్ ద్వారా డోపింగ్ చేయబడిన సెమికండక్టర్లో, చాలా ఎన్నో కోవలెంట్ బాండులు నిరంతరం తొలగించబడుతున్నాయి మరియు ఇతర అపూర్ణ కోవలెంట్ బాండులను పూర్తిచేయడానికి. ఒక బాండు తొలగినప్పుడు అదిలో ఒక ఖాళీ సృష్టించబడుతుంది. ఒక బాండు పూర్తి చేయబడినప్పుడు, అదిలో ఖాళీ లోపించబడుతుంది. ఈ విధంగా, ఒక ఖాళీ మరొక ప్రక్రియ ప్రకారం లోపించినప్పుడు మరొక ఖాళీ స్థానంలో ప్రకటించబడుతుంది. ఈ విధంగా, ఖాళీలు సెమికండక్టర్ క్రిస్టల్ లో సంబంధిత చలనం చేస్తాయి. ఈ దృష్టిలో, ఖాళీలు స్వీయ ఇలక్త్రాన్ల వంటివి సెమికండక్టర్ క్రిస్టల్ లో చలనం చేయవచ్చని చెప