Зона обеднения, также известная как область обеднения или область пространственного заряда, — это такая зона, где нет свободных носителей. Чтобы узнать об этом больше, вам нужно понять основные принципы работы солнечных элементов.
Неорганические солнечные элементы в основном состоят из легированных кремниевых материалов, хотя в настоящее время могут использоваться и наноматериалы. В солнечных элементах обычно используются пары кремния p-типа и n-типа для образования переходов. Для сравнения, в легированных материалах n-типа атомы имеют дополнительный электрон в атомной решетке, тогда как в легированных материалах p-типа атомы имеют на один электрон меньше. В результате этого в материалах n-типа и p-типа образуются дополнительные электроны и дырки соответственно.
Механизм преобразования энергии включает в себя оба типа носителей заряда. Переходы в фотоэлектрической ячейке могут быть построены только из определенных материалов, поскольку они должны быть способны к фотоэлектрическому эффекту , то есть к образованию напряжения в присутствии света.
Эти два легированных кремниевых материала соединяются, образуя полупроводниковый переход, когда они расположены близко друг к другу. На одной стороне этого перехода находится большое количество дырок, а на другой — большое количество электронов.
Зона истощения, электрически нейтральная область, зажатая между этими двумя областями носителей заряда, служит интерфейсом перехода между ними. Когда фотоэлектрический элемент не получает солнечного света, развивается зона истощения.
Часть электронов и дырок взаимодействуют друг с другом и объединяются, образуя обедненную зону. Чтобы удержать другие носители заряда на расстоянии друг от друга, оба носителя заряда объединяются, образуя нейтральную частицу.
Читайте также: Что такое диэлектрик (ε)?
Нейтральная зона создает внутреннее электрическое поле, которое не дает двум областям носителей заряда полностью смешаться друг с другом в солнечном элементе, а также разделяет заряженные частицы.
Это крайне важно, поскольку полное столкновение этих двух зон привело бы к образованию полностью электрически нейтрального вещества , которое не функционировало бы должным образом.
Это связано с тем, что электрически нейтральный материал не будет вырабатывать электрический ток, а миграция этих зарядов в ответ на световую стимуляцию — это то, что заставляет солнечные элементы функционировать и вырабатывать фотоэлектрическую энергию.
