半導体デバイス-太陽電池

基本的な太陽電池は、p-n接合を形成するn型とp型の半導体で構成されています。上部は広く、透明で、一般的に太陽にさらされています。これらのダイオードまたはセルは非常に優れており、光にさらされると電圧を生成します。細胞は光エネルギーを直接電気エネルギーに変換します。

次の図は、*太陽電池の記号*を示しています。

太陽電池の働き

太陽電池の構造は、PN接合ダイオードの構造に似ています。光が当てられていない場合、デバイスには電流が流れません。この状態では、セルは電流を生成できません。

かなりの量の光を必要とするセルに適切にバイアスをかけることが不可欠です。光が照射されるとすぐに、PN接合ダイオードの顕著な状態が観察されます。その結果、電子は十分なエネルギーを獲得し、親原子から離脱します。空乏領域でこれらの新たに生成された電子正孔対が接合部を横切る。

この動作では、電子は通常の正イオン濃度のためにN型材料に移動します。同様に、マイナスの含有量があるため、ホールはPタイプ材料に広がります。これにより、Nタイプの材料は即座に負の電荷を帯び、Pの材料は正の電荷を帯びます。 P-Nジャンクションは、応答として小さな電圧を供給します。

左の次の図は、特性の1つであり、フォトダイオードの逆電流（I〜R〜）と照明（E）の間のグラフを示しています。 IRは垂直軸で測定され、照明は水平軸で測定されます。グラフはゼロ位置を通る直線です。

すなわち、I〜R〜= mE

m =グラフ直線勾配

パラメーター m は、ダイオードの感度です。

右の図は、フォトダイオードの別の特性、フォトダイオードの逆電流（I〜R〜）と逆電圧間のグラフを示しています。グラフから、与えられた逆電圧に対して、PN接合部の照度が増加するにつれて逆電流が増加することが明らかです。

これらのセルは一般に、光が当てられると負荷デバイスに電力を供給します。より大きな電圧が必要な場合は、これらのセルの配列を使用して同じ電圧を供給します。このため、光電池は、高レベルの光エネルギーが利用可能なアプリケーションで使用されます。