En utarmningszon, även känd som utarmningsregion eller rymdladdningsregion, är en sådan zon där det inte finns några fria laddningsbärare. För att lära dig mer om detta behöver du förstå de grundläggande principerna för solceller.
Oorganiska solceller består huvudsakligen av dopade kiselmaterial, även om nanomaterial nu även kan användas. P-typ och n-typ kisel paras vanligtvis ihop för att bilda övergångar i solceller. Som jämförelse har n-typ dopade material atomer med en extra elektron i sitt atomgitter medan p-typ dopade material har atomer med en elektron mindre. För n-typ och p-typ material är ett resultat av detta skapandet av extra elektroner respektive hål.
Energiomvandlingsmekanismen involverar båda laddningsbärarna. Övergångarna i en solcell kan bara byggas av specifika material eftersom de måste kunna utsättas för den fotoelektriska effekten , vilket är bildandet av en spänning i närvaro av ljus.
Dessa två dopade kiselmaterial sammanfogas och bildar en halvledande övergång när de placeras nära varandra. Ett överflöd av hål finns på ena sidan av denna övergång, och ett överflöd av elektroner finns på den andra.
Utarmningszonen, ett elektriskt neutralt område inklämt mellan dessa två laddningsbärarområden, fungerar som gränssnitt mellan dem. När den solcellsbaserade cellen inte får något solljus, utvecklas utarmningszonen.
Några av elektronerna och hålen interagerar med varandra och sammanfogas för att bilda utarmningszonen. För att hålla de andra laddningsbärarna isär från varandra förenas båda laddningsbärarna för att producera en neutral art.
Läs också: Vad är dielektrikum (ε)?
Den neutrala zonen skapar ett internt elektriskt fält som hindrar de två laddningsbärarområdena från att blandas helt med varandra i solcellen, förutom att separera de laddade arterna.
Detta är avgörande eftersom en fullständig kollision mellan dessa två zoner skulle producera en elektriskt helt neutral substans som inte skulle fungera som planerat.
Detta beror på att ett elektriskt neutralt material inte skulle producera en elektrisk ström, och migrationen av dessa laddningar som svar på ljusstimulering är det som gör att solceller fungerar och producerar solcellsenergi.
