Strefa zubożenia, znana również jako region zubożenia lub region ładunku kosmicznego, to taka strefa, w której nie ma wolnych nośników. Aby dowiedzieć się więcej, musisz zrozumieć podstawowe zasady działania ogniw słonecznych.
Nieorganiczne ogniwa słoneczne składają się głównie z domieszkowanych materiałów krzemowych, choć obecnie można również stosować nanomateriały. Krzem typu P i typu n są zazwyczaj parowane , tworząc złącza w ogniwach słonecznych. Dla porównania, materiały domieszkowane typu n mają atomy z dodatkowym elektronem w sieci krystalicznej, podczas gdy materiały domieszkowane typu p mają atomy z jednym elektronem mniej. W przypadku materiałów typu n i p rezultatem tego jest odpowiednio tworzenie dodatkowych elektronów i dziur.
Mechanizm konwersji energii obejmuje oba nośniki ładunku. Złącza w ogniwie fotowoltaicznym mogą być zbudowane tylko z określonych materiałów, ponieważ muszą być w stanie ulegać efektowi fotoelektrycznemu , czyli powstawaniu napięcia pod wpływem światła.
Te dwa domieszkowane materiały krzemowe łączą się, tworząc złącze półprzewodnikowe, gdy zostaną umieszczone blisko siebie. Po jednej stronie tego złącza znajduje się mnóstwo dziur, a po drugiej mnóstwo elektronów.
Strefa zubożenia, elektrycznie neutralny obszar umieszczony między tymi dwoma obszarami nośników ładunku, służy jako interfejs łączący je. Gdy ogniwo fotowoltaiczne nie otrzymuje światła słonecznego, rozwija się strefa zubożenia.
Niektóre elektrony i dziury oddziałują ze sobą i łączą się, tworząc strefę zubożoną. Aby oddzielić od siebie pozostałe nośniki ładunku, oba nośniki łączą się, tworząc neutralny ładunek.
Przeczytaj także: Co to jest dielektryk (ε)?
Strefa neutralna wytwarza wewnętrzne pole elektryczne, które zapobiega całkowitemu wymieszaniu się dwóch obszarów nośników ładunku w ogniwie słonecznym, a ponadto oddziela ładunki.
Jest to istotne, ponieważ całkowite zderzenie tych dwóch stref spowodowałoby powstanie całkowicie elektrycznie neutralnej substancji , która nie działałaby zgodnie z planem.
Dzieje się tak, ponieważ materiał elektrycznie obojętny nie wytwarzałby prądu elektrycznego, a migracja ładunków w odpowiedzi na stymulację świetlną jest tym, co umożliwia działanie ogniw słonecznych i wytwarzanie energii fotowoltaicznej.
