Thiết bị bán dẫn - Tế bào quang điện

Một tế bào quang điện cơ bản gồm bán dẫn loại n và bán dẫn loại p tạo thành tiếp giáp pn. Khu vực phía trên được mở rộng và trong suốt, thường tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Những điốt hoặc tế bào này đặc biệt tạo ra điện áp khi tiếp xúc với ánh sáng. Các tế bào chuyển đổi năng lượng ánh sáng trực tiếp thành năng lượng điện.

Hình sau cho thấy symbol of photovoltaic cell.

Hoạt động của một tế bào quang điện

Cấu tạo của tế bào quang điện tương tự như cấu tạo của một diode tiếp giáp PN. Không có dòng điện chạy qua thiết bị khi không có ánh sáng chiếu vào. Ở trạng thái này, ô sẽ không thể tạo ra dòng điện.

Điều cần thiết là để phân chia tế bào đúng cách cần một lượng ánh sáng hợp lý. Ngay sau khi ánh sáng được chiếu vào, có thể quan sát trạng thái đáng chú ý của diode tiếp giáp PN. Kết quả là, các electron nhận đủ năng lượng và bứt ra khỏi nguyên tử mẹ. Các cặp electron-lỗ trống mới được tạo ra này trong vùng suy giảm đi qua đường giao nhau.

Trong hành động này, các điện tử di chuyển vào vật liệu loại N vì nồng độ ion dương bình thường của nó. Tương tự như vậy, các lỗ quét vào vật liệu loại P do hàm lượng âm của nó. Điều này làm cho vật liệu loại N ngay lập tức mang điện tích âm và vật liệu P mang điện tích dương. Sau đó tiếp giáp PN cung cấp một điện áp nhỏ như một phản ứng.

Đặc điểm của tế bào quang điện

Hình bên trái sau đây cho thấy một trong những đặc điểm, đồ thị giữa dòng điện ngược (I _R ) và độ chiếu sáng (E) của một diode quang. IR được đo trên trục tung và độ chiếu sáng được đo trên trục hoành. Đồ thị là một đường thẳng đi qua vị trí số không.

tức là, I _R = mE

m = độ dốc của đồ thị đường thẳng

Thông số m là độ nhạy của diode.

Hình bên phải cho thấy một đặc tính khác của diode quang, đồ thị giữa dòng điện ngược (I _R ) và điện áp ngược của diode quang. Rõ ràng từ đồ thị rằng đối với một điện áp ngược nhất định, dòng điện ngược tăng khi độ chiếu sáng tăng trên đường giao nhau PN.

Các tế bào này thường cung cấp năng lượng điện cho thiết bị tải khi có ánh sáng chiếu vào. Nếu yêu cầu điện áp lớn hơn, dãy các ô này được sử dụng để cung cấp giống nhau. Vì lý do này, tế bào quang điện được sử dụng trong các ứng dụng có mức năng lượng ánh sáng cao.