Hvordan fungerer en solcelle?

[ORLY?]

Hei.

 

Kom opp i naturfag på muntlig eksamen. Tema ble energi.

 

Trenger hjelp til en ting:

 

 

Som dere ser på bilde er det to Silisium-lag skilt av en barriere. Når sola treffer Silisium type-N frigis elektroner og vandrer i kretsen gjennom ''det som trenger strøm'' til Silisium type-P. For at dette ikke skal virke som et batteri, altså gå tomt for elektroner og kraften ikke vil fungere lenger må det jo komme flere elektroner til Type-N, og noen må forsvinne fra type-P.

 

Hvordan 'hopper' elektronene over barrieren? Barrieren er vel et ikke-ledende materiale? Er barrieren så tynn at når elektronene 'dyttes' inn i Silisium type-P blir det for stor kraft, så de hopper over barrieren til type-N?

 

Takk for hjelp.

[Xell]

Klippet fra artikkel om solceller How Stuff Works på

 

Before now, our two separate pieces of silicon were electrically neutral; the interesting part begins when you put them together. That's because without an electric field, the cell wouldn't work; the field forms when the N-type and P-type silicon come into contact. Suddenly, the free electrons on the N side see all the openings on the P side, and there's a mad rush to fill them. Do all the free electrons fill all the free holes? No. If they did, then the whole arrangement wouldn't be very useful. However, right at the junction, they do mix and form something of a barrier, making it harder and harder for electrons on the N side to cross over to the P side. Eventually, equilibrium is reached, and we have an electric field separating the two sides.

 

This electric field acts as a diode, allowing (and even pushing) electrons to flow from the P side to the N side, but not the other way around. It's like a hill -- electrons can easily go down the hill (to the N side), but can't climb it (to the P side).

 

 

Så ja du har litt rett, elektronene kan hoppe tilbake, men bare fra p til n

[Bordplate]

Er det VG1 det er snakk om?

 

Tror ikke du behøver å utdype akkurat hvordan barrieren virker. Elektronene vil vel hoppe over til N-platen igjen fordi elektronene er negativt ladet og vil søke den positive polen.

 

En litten rettelse forresten. Det er ikke solen som treffer solcellen, det er lysfotoner som er energirike nok til å sparke løs elektronene fra P-platen.

[ORLY?]

snip

 

Tusen takk! Viktig å være sikker i sin sak!

 

 

Er det VG1 det er snakk om?

 

Tror ikke du behøver å utdype akkurat hvordan barrieren virker. Elektronene vil vel hoppe over til N-platen igjen fordi elektronene er negativt ladet og vil søke den positive polen.

 

En litten rettelse forresten. Det er ikke solen som treffer solcellen, det er lysfotoner som er energirike nok til å sparke løs elektronene fra P-platen.

 

N-platen mener du vel.

 

Men nei, dette er 10., men ønsker høy karakter, og da må man vise bredde og dybde. Glad jeg kom opp i naturfag, som er et av mine 3 beste fag.

 

Når man har nok kunnskap til å kunne briefe ovenfor faglæreren sin: da har man grunn til å være fornøyd. Derfor MÅTTE jeg finne ut det her, hehehe. :!:

 

Takk for hjelpa; gleder meg faktisk til framføring i morgen.

[konrad_91]

hvis du ser lit på tegingen så er n-platen positivt ladet og p-typen negativt ladet. elektroner er også negativt ladet. ulike ladninger tiltrekker hverandre, og like frastøter hverandre.

 

hvis et elektron ligger i n-platen, kan det ikke gå rett inn i p-platen fordi den blir frastøtet av p-plate-barrieren. derfor må elektronet gå igjennom lyspæren.

når elektronet så ligger i p-platen, blir det trukket gjennom barrieren av den positive ladingen i n-platen.

Endret 15. juni 2011 av konrad_91

[ORLY?]

hvis du ser lit på tegingen så er n-platen positivt ladet og p-typen negativt ladet. elektroner er også negativt ladet. ulike ladninger tiltrekker hverandre, og like frastøter hverandre.

 

hvis et elektron ligger i n-platen, kan det ikke gå rett inn i p-platen fordi den blir frastøtet av p-plate-barrieren. derfor må elektronet gå igjennom lyspæren.

når elektronet så ligger i p-platen, blir det trukket gjennom barrieren av den positive ladingen i n-platen.

 

Feil?

 

N-platen har overskudd av elektroner, ergo er det N-platen som er negativt ladet. Derimot har P-platen positiv ladning pga den har underskudd på elektroner.

[-trygve]

Den figuren du har funnet er dessverre ikke helt god, så den kan forårsake like mye forvirring som forståelse.

 

Solcellen består i utgangspunktet av en halvlederbit (vanligvis silisium) der ene siden er n-dopet den andre p-dopet. Både n-dopet og p-dopet halvleder er i utgangspunktet elektrisk nøytralt, men den p-dopete siden har stor evne til å tiltrekke seg elektroner og den n-dopete siden er svært villig til å gi fra seg elektroner. Derfor blir det et grensesjikt mellom de to sidene der p-siden av sjiktet har overskudd av elektroner og n-siden har underskudd. Det er dette grensesjiktet som utgjør barrieren i figuren du fant.

 

I grensesjiktet er det et sterkt elektrisk felt som transporterer elektroner fra p-siden til n-siden og hindrer elektroner i å gå motsatt vei. Hvis nå et foton sparker løs elektroner på p-siden vil de bli transportert over til n-siden og vi får mulighet for å drive en strøm i en ekstern krets.

 

 

 

Det finnes en analog prosess der fotonet sparker løs et "hull" på n-siden, og "hullet" transporteres til p-siden ved at det fylles av et elektron. Formelt sett er de to prosessene like, men prosessen der elektroner sparkes løs er enklere å se for seg så derfor valgte jeg å forklare den.

 

 

[konrad_91]

hvis du ser lit på tegingen så er n-platen positivt ladet og p-typen negativt ladet. elektroner er også negativt ladet. ulike ladninger tiltrekker hverandre, og like frastøter hverandre.

 

hvis et elektron ligger i n-platen, kan det ikke gå rett inn i p-platen fordi den blir frastøtet av p-plate-barrieren. derfor må elektronet gå igjennom lyspæren.

når elektronet så ligger i p-platen, blir det trukket gjennom barrieren av den positive ladingen i n-platen.

 

Feil?

 

N-platen har overskudd av elektroner, ergo er det N-platen som er negativt ladet. Derimot har P-platen positiv ladning pga den har underskudd på elektroner.

de plussene og minusene er jo (på tegningen) på hver sin plate, rett ved siden av barrieren.

 

altså HELE platen er ikke ladet, bare ved barrieren ble kanskje litt feil skrevet

Endret 15. juni 2011 av konrad_91