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Science populaire: comment la production d'énergie photovoltaïque?

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La production d'énergie photovoltaïque est une technologie qui utilise l'effet photovoltaïque d'une interface à semi-conducteurs pour convertir l'énergie lumineuse directement en électricité. La production d'énergie photovoltaïque est principalement composée de trois parties d'un panneau solaire (un module), un contrôleur et un inverseur. Les principaux composants sont composés de composants électroniques. Alors, qu'est-ce qu'un processus spécifique? Ici, nous allons arriver à une analyse détaillée, le processus de production d'énergie photovoltaïque est quoi?


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À propos des semi-conducteurs

La chimie des cristaux de silicium est très stable. À température ambiante, à l'exception du fluorure d'hydrogène, il est difficile de réagir avec d'autres substances et est un mauvais conducteur parce qu'il ne possède pas d'électrons libres de ralenti. Les atomes de phosphore (P) des cinq électrons les plus externes, les atomes de phosphore dans le cristal de silicium, puis le cristal de silicium est évidemment un électron libre supplémentaire.


Les atomes de phosphore retirent quatre électrons et les quatre atomes de silicium adjacents partagent, il reste un électron, il est libre. De nombreux atomes de silicium dans les cristaux de silicium sont remplacés par des atomes de phosphore, donnant lieu à beaucoup d'électrons libres, de sorte qu'il conduit l'électricité. À ce stade, nous avons fait un semi-conducteur, son nom est "semi-conducteur de type N".


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Après dopage avec des atomes d'aluminium, il est clair qu'il manque un électron. Le dopage au silicium avec des atomes trivalents tels que l'aluminium et le bore conduit à un autre type de semi-conducteur appelé "semi-conducteur de type P" P "Imaginez un trou qui nécessite le remplissage d'électrons.


Le semi-conducteur de type P est également conducteur, car après l'application d'un champ électrique externe, les électrons du semiconducteur de type P remplissent séquentiellement des trous dans la direction du champ électrique opposé, et en même temps, les trous se déplacent dans la direction du champ électrique, de sorte que le courant est généré.


A propos de la jonction PN


Si un côté d'un cristal semi-conducteur est un semi-conducteur de type N et l'autre côté est un semi-conducteur de type P, la surface de contact au milieu est appelée une jonction PN. Dans les semi-conducteurs de type N, la concentration d'électrons libres est élevée, alors que dans les semi-conducteurs de type P, la concentration des trous est élevée. Selon le principe de diffusion, les substances diffusent toujours de fortes concentrations à de faibles concentrations.


Par conséquent, dans la jonction PN, il y aura beaucoup d'électrons libres du semi-conducteur de type N à la diffusion semi-conductrice de type P, le résultat est que le semi-conducteur de type N est électriquement neutre, non chargé, mais à cause de la perte de certains des électrons, il est chargé positivement. Dans le semi-conducteur de type P, parce que de nombreux électrons libres ont couru pour remplir un grand nombre de trous, ce qui réduit la concentration des trous, le semi-conducteur original P est également électriquement neutre, maintenant plus que beaucoup d'électronique.


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Dans la jonction PN, un côté est chargé positivement et l'autre côté est chargé négativement, formant ainsi un champ électrique interne à la surface de contact.


Quel est le processus de production d'énergie photovoltaïque?


Lorsque la lumière du soleil brille sur un semi-conducteur typique, des électrons et des trous sont générés. Autrement dit, lorsque la lumière du soleil génère un électron libre dans un semi-conducteur, un trou est généré en même temps parce que l'électron quitte la cellule solaire. La position étant, en devenant un électron libre, cette position manque nécessairement d'électron. .


Parce qu'il y a un champ électrique interne dans la jonction PN, lorsque la lumière du soleil génère des électrons et des trous dans la jonction PN, les électrons se déplacent vers le semi-conducteur de type N sous l'action du champ électrique interne. De même, les trous se déplacent vers le semi-conducteur de type P. À ce stade, si la jonction PN est connectée aux deux extrémités du fil, vous pouvez générer du courant.


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