太陽電池はどのように作られていますか?

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再生可能エネルギーはますます重要になっています。 たとえば、ドイツ人のほぼ4分の1は、すでに太陽エネルギーを使用しています。 しかし、あなたは実際に太陽電池がどのように構築され、どのように機能するかを知っていますか?

多くのドイツ人はすでに太陽エネルギーを使用しています。
多くのドイツ人はすでに太陽エネルギーを使用しています。 ©s.media / Pixelio

太陽電池のしくみ

  • まず第一に、太陽電池は光起電力効果を利用していることを知っておく必要があります。 セルは処理された半導体材料で構成されており、特定の波長で発生する光を吸収します。 エネルギー 変換できます。
  • このプロセスで最も人気のある材料は、高純度シリコンです。 太陽電池では、これがウェーハとして見られ、それらのウェーハは最終的に半導体材料として機能します。 上部のウェーハはリン原子で強化され、下部のウェーハはホウ素原子で強化されているため、中央に電界が発生します。
  • このようにして、照射中に自由電荷キャリアペアが形成されます。 太陽電池の内部には電界があるため、これらの電荷キャリアのペアは分離します まあ、正の要素が下に移動している間、負の粒子が上に移動している 収集。 その結果、太陽電池の上面と下面の間に直流電圧が発生します。

これがセルの構築方法です

  • ご存知のように、古典的な太陽電池はシリコンでできています。 より正確には、それは、セルを安定させることを目的とした、厚さ0.6mmのp導電性Si基板の中央に位置する厚さ0.001mmのn層で構成されています。 n層とp導電性Si基板の間には、セルの境界層があり、光が入射すると電荷が通過します。
  • あなたは前にそれを聞いたことがあるでしょう:太陽電池はその2つの層が異なってドープされているのでのみ機能することができます。 簡単に言えば、これは約を意味します。 1019 リン原子/cm³がSi基板に導入されます。 これらの原子のおかげで、太陽電池は外側で電気的に中性のままです。 一方、セルの第2層には、3価のホウ素原子がありますが、境界層はドープされていないままであり、電子と正孔、つまり電荷が容易に通過できます。
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  • 消費者であるあなたがセルによって変換されたエネルギーから利益を得ることができるように、各太陽電池の前面と背面に金属接点があります。 これらは、好ましくはアルミニウムまたは銀でできている。 背面には通常、表面全体に接触層が適用されますが、前面には一種のグリッドがあり、ライトに大きなターゲット領域を与えます。
  • 最後に、窒化ケイ素はセルの構造に役割を果たします。 これは、光の反射を避けるためにセルの表面に気化されます。

この知識があれば、太陽エネルギーの専門家ではないかもしれませんが、少なくとも、セルがどのように機能し、どのように構造化されているかを大まかに理解できます。 これは、平均的な太陽電池ユーザーが知っている少なくとも90パーセント以上です。

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