Клеточный барьер — это граница раздела между положительным и отрицательным слоями солнечной батареи , представляющая собой очень узкую область статического электрического заряда. Электроны с более высокой энергией с одной стороны преимущественно диффундируют через барьер в одном направлении, поскольку клеточный барьер препятствует перемещению электронов из одного слоя в другой. Это приводит к возникновению тока и, следовательно, напряжения на ячейке. Также известен как зона пространственного заряда или обедненная зона.
Кремний p-типа и кремний n-типа — это два разных типа полупроводников, используемых для производства солнечных элементов. Для создания кремния p-типа добавляются атомы с одним электроном меньшего размера на внешнем энергетическом уровне, чем у кремния, например, бор или галлий. В боре образуется электронная вакансия или дырка, поскольку у него на один электрон меньше, чем необходимо для образования связей с соседними атомами кремния.
Добавляя элементы, такие как фосфор, которые имеют один дополнительный электрон на внешнем уровне, чем кремний, создается кремний n-типа. Внешний энергетический уровень фосфора содержит пять электронов, а не четыре. Он образует связи с атомами кремния рядом с ним, однако связи не включают один электрон. Вместо этого он может свободно перемещаться внутри кремниевого каркаса.
Как изготавливается солнечный элемент?
В солнечной батарее слой кремния p-типа помещается между слоями кремния n-типа . В слое n-типа слишком много электронов, а в слое p-типа — слишком много положительно заряженных дырок (которые представляют собой вакансии из-за недостатка валентных электронов ).
Электроны с одной стороны перехода (слой n-типа) мигрируют в отверстия с противоположной стороны перехода, близко к месту соединения двух слоев (слой p-типа). Благодаря этому электроны заполняют отверстия в обедненной зоне, которая образуется вокруг соединения.
Читайте также: Что такое ACDB и DCDB?
Сторона p-типа зоны обеднения, где изначально присутствовали дырки, теперь заполнена отрицательно заряженными ионами, в то время как сторона n-типа зоны обеднения, где ранее присутствовали электроны, теперь заполнена положительно заряженными ионами. Эти ионы противоположного заряда создают внутреннее электрическое поле, которое препятствует электронам слоя n-типа заполнять дырки слоя p-типа.
