Fotovoltaisk kraftproduksjon er en teknologi som direkte konverterer lysenergi til elektrisk energi ved å bruke fotovolteffekten til halvledergrensesnittet. Nøkkelkomponenten i denne teknologien er solcellen. Etter at solcellen er innkapslet og beskyttet i serie, kan et stort område med solcellemoduler dannes, og deretter kombinert med komponenter som strømkontrollere, dannes en fotovoltaisk kraftgenereringsenhet.
Prinsippet for solcellekraftproduksjon
1. N-type halvledere og P-type halvledere
Intrinsic halvledere, er en ren halvledere med krystallstrukturer danner kovalente bindinger mellom atomer. De to elektronene i den kovalente bindingen kalles valenselektroner.
Valenselektroner kan bryte løs fra kjernens sjakk og bli frie elektroner (negativt ladet) etter å ha fått en viss mengde energi (temperaturøkning eller belysning), mens de etterlater en tomhet i den kovalente bindingen, som kalles et hull (positivt ladet). ). Både frie elektroner og hull kalles bærere, og antallet bærere i iboende halvledere er ekstremt lite, den elektriske ledningsevnen er svært dårlig.
Innlemmelsen av spormengder av urenheter (noen elementer) i den iboende halvlederen danner en urenhetshalvleder, som kan forbedre dens ledningsevne.
Tilsetningen av femverdig fosfor erstatter silisiumatomet, og fire av de fem ytre elektronene i det ytre laget av fosforatomet danner en kovalent binding med de omkringliggende halvlederatomene, og det ekstra elektronet er nesten ubundet og lettere å bli et fritt elektron. Derfor øker antallet frie elektroner etter doping, og fri elektronledning blir den viktigste ledende modusen til denne halvlederen, kalt N-type halvleder.
Når trivalent bor er inkorporert for å erstatte silisiumatomet, dannes et "hull" når de tre ytre elektronene i det ytre laget av boratomet danner en kovalent binding med de omkringliggende halvlederatomene. Derfor øker antallet hull etter doping betydelig, og hullledning blir den viktigste ledende metoden for denne halvlederen, kalt P-type halvleder.
Både N-type og P-type halvledere er nøytrale og viser ikke elektriske egenskaper til utsiden.
Elektronene til N-type halvledere er majoritetsbærere, og hullene er minoritetsbærere.
Hullene til halvledere av P-type er majoritetsbærere, og elektronene er minoritetsbærere.
2. "PN-kryss" og "fotovoltaisk volteffekt"
PN-krysset er sammensatt av en N-dopet region og en P-type dopingregion i nær kontakt. På et komplett stykke silisiumwafer brukes forskjellige dopingprosesser for å danne N-type halvledere på den ene siden og P-type halvledere på den andre siden. Området nær grensesnittet mellom de to typene halvledere er PN-krysset. Den grunnleggende strukturen til en solcelle er en plan PN-kryss med stort område.
Når sollys treffer PN-krysset, absorberer PN-krysset lysenergi for å eksitere elektroner og hull, og genererer spenning i PN-krysset, kalt "fotovoltaisk volt-effekt" eller ganske enkelt "fotovoltaisk effekt".
