Per prima cosa dobbiamo capire come funzionano le celle solari. La generazione di energia fotovoltaica si basa sull'effetto fotogeneratore di volt, che si riferisce al fenomeno per cui la tensione (o corrente) continua verrà generata quando il dispositivo a semiconduttore di una determinata struttura viene irradiato dalla luce, e la tensione (o corrente) scomparirà immediatamente dopo che la luce smette di irradiare. La struttura del dispositivo a semiconduttore è essenzialmente una vasta area di giunzione PN planare. Sotto l'irradiazione della luce, il fotone con energia maggiore della larghezza del gap di banda del semiconduttore eccita il elettroni di valenza dell'atomo nel semiconduttore, risultando in coppie fotoelettrone-lacuna, note anche come fotoportatori, nella regione P, nella regione di carica spaziale e nella regione N. Le coppie elettrone-lacuna così formate migrano in tutte le direzioni a causa del movimento termico. la coppia fotoelettrone-lacuna è generata nella regione di carica spaziale, è immediatamente separata dal campo elettrico incorporato e la coppia fotoelettrone-lacuna è pus hed nella regione N e la coppia fotoelettrone-lacuna nella regione P. La concentrazione totale di portatori al confine della regione di carica spaziale è approssimativamente zero. Nella regione N, dopo che il fotoelettrone-foro è generato, il fotoelettrone-foro diffonde verso il confine della giunzione PN. Una volta raggiunto il confine della giunzione PN, è immediatamente interessato dall'azione del campo elettrico interno e, sotto l'azione della forza del campo elettrico, va alla deriva nella regione P, attraversando la regione di carica spaziale ed entrando nella regione P, mentre gli elettroni fotogenerati (la maggior parte dei portatori) sono lasciati nella regione N. Gli elettroni fotogenerati nella regione P si diffondono anche al confine della giunzione PN e quando raggiungono il confine della giunzione PN, si spostano nella regione N regione sotto l'azione della forza del campo elettrico dovuta all'azione del campo elettrico incorporato, mentre i fori fotogenerati (la maggior parte dei portatori) rimangono nella regione P.
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