1. Efecto fotovoltaico:
La base de la conversión de energía de las células solares es el efecto fotovoltaico de la unión PN semiconductor. Cuando la luz incide en el dispositivo fotovoltaico semiconductor, los fotones que tienen una energía mayor que el ancho de banda prohibido por el silicio pasan a través de la película antirreflectante hacia el silicio, y los pares de orificios de electrones fotogenerados se excitan en la región N, la región de agotamiento y el Región p.
Zona de agotamiento: Electrones fotogenerados: los pares de orificios se separan inmediatamente por el campo eléctrico incorporado después de que se generan en la región de agotamiento, los electrones fotogenerados se envían a la región N y los orificios fotogenerados se empujan hacia la región P. De acuerdo con la condición de aproximación de agotamiento, la concentración del portador en el límite de la región de agotamiento es aproximadamente 0, es decir, p = n = 0.
En la región N: electrones fotogenerados: después de que se genera el par de orificios, el orificio fotogenerado se difunde hasta el límite de la unión pn. Una vez que alcanza el límite de la unión PN, se somete inmediatamente al campo eléctrico incorporado y es arrastrado por la fuerza del campo eléctrico para hacer que se desvíe. El área ingresa al área P, y los electrones fotogenerados (múltiples sub-) quedan en el área N.
En la región P: los electrones fotogenerados (niños pequeños) ingresan primero a la región N debido a la difusión, y luego se desvían debido a la deriva, y los orificios fotogenerados (múltiples sub-) permanecen en la región P. Por lo tanto, se forma una acumulación de cargas positivas y negativas en ambos lados de la unión pn, de modo que la región N almacena el exceso de electrones, y la región P tiene agujeros en exceso. De este modo, se forma un campo eléctrico foto-generado que tiene un campo eléctrico incorporado en la dirección opuesta.
1. Además de cancelar parcialmente el efecto del campo eléctrico de barrera, el campo eléctrico fotogenerado también hace que la región P cargue positivamente, la región N cargue negativamente y la capa delgada entre la región N y la región P genere una fuerza electromotriz. Cual es el efecto fotovoltaico. Cuando la batería está conectada a una carga, la fotocorriente fluye desde la carga de la zona P a la zona N, y la potencia de salida se obtiene en la carga.
2. Si la unión PN está abierta en ambos extremos, se puede medir la fuerza electromotriz, que se denomina voltaje de circuito abierto Uoc. El voltaje de circuito abierto típico para celdas de silicio cristalino es de 0.5 a 0.6V.
3. Si el circuito externo está en cortocircuito, una fotocorriente proporcional a la energía de la luz incidente fluye a través del circuito externo. Esta corriente se llama la ruta actual Isc.
Factores que afectan la fotocorriente:
1. Cuantos más pares de agujeros de electrones genere la luz en la capa de interfaz, mayor será la corriente.
2. Cuanta más energía luminosa absorba la capa de interfaz, mayor será el área de la interfaz, es decir, cuanto mayor sea el área de la batería, mayor será la corriente que se forma en la célula solar.
3. La zona N, la zona de agotamiento y la zona P de la célula solar pueden generar portadores fotogenerados;
4. Los portadores foto generados en cada zona deben pasar a través de la zona de agotamiento antes de la recombinación para contribuir a la fotocorriente. Por lo tanto, la corriente fotogenerada real debe tener en cuenta varios factores como la generación y la recombinación, la difusión y la deriva en cada zona.