Obsah
Solárne články na kalkulačke zachytávajú slnečnú energiu a prevádzajú ju na elektrickú energiu, ktorá napája kalkulačky z tekutých kryštálov. Materiál v týchto solárnych článkoch je kryštalický kremík. Kremík je pomerne bežným prvkom na Zemi - napríklad plážový piesok je vyrobený zo zlúčenín kremíka. Čistenie kremíka je však ťažké, a preto nie je lacné, aj keď je jeho množstvo v zemskej kôre.
Dopovaný kremík
Kremík v kalkulačkách solárnych článkov nie je čistý, pretože bol dopovaný alebo chemicky upravený, aby sa pridali konkrétne nečistoty. Dopovaný kremík, ktorý má ďalšie elektróny, sa nazýva N-typ, zatiaľ čo dopovaný kremík, ktorý nemá elektróny, sa nazýva P-typ. Kremík typu N typicky obsahuje pridaný antimón, arzén alebo fosfor, zatiaľ čo kremík typu P typicky obsahuje pridaný bór, hliník alebo gálium. Ošetrenie kremíka plynným fosfínom alebo PH3 pridáva fosfor za vzniku kremíka typu N, zatiaľ čo plyn diborán alebo B2H6 pridáva bór za účelom výroby kremíka typu P.
operácie
Vaše kalkulačky solárne články obsahujú vrstvu kremíka typu N priliehajúcu k vrstve kremíka typu P. Niektoré z ďalších elektrónov vo vrstve typu N prúdia do vrstvy typu P, pričom každá vrstva zanecháva čistý náboj. Tento čistý náboj v oboch vrstvách vytvára elektrické pole. Keď svetlo dopadne na solárny článok, uvoľní elektrón a naruší rovnováhu na hranici typu N typu P. Vďaka elektrickému poľu na hranici môže prúd prúdiť iba jedným spôsobom, a tak uvoľnený elektrón končí vo vašom kalkulačke okolo obvodu drôtu a vykonáva prácu na ceste.
čistenie
Kremík na Zemi sa zvyčajne nachádza v kombinácii s kyslíkom a odstraňovanie kyslíka je ťažké. Výrobcovia všeobecne berú minerál nazývaný kremenec a pečú ho v peci spolu s čistým uhlíkom. Ďalej reagujú produkt s chlórom za vzniku chloridu kremičitého. Ich kombináciou s vodíkom sa získa nečistý kremík s kyselinou chlorovodíkovou ako vedľajší produkt. Zostávajúce nečistoty sa odstránia tavením nazývaným rafinácia zóny.
Alternatívny proces silanového plynu alebo SiH4 s elektrickou iskrou poskytuje plynný kremík aj vodík. Tento postup sa používa na výrobu takzvaného amorfného kremíka, ktorý má inú štruktúru ako kryštalická forma.
dôležité informácie
Účinnosť solárnych článkov, ako sú tie vo vašej kalkulačke, je zvyčajne okolo 15 percent. Veľa svetla, ktoré zasiahne bunku, má príliš málo alebo príliš veľa energie na to, aby uvoľnila elektróny a vytvorila prúd. Niekedy, aj keď svetlo má správne množstvo energie, elektrón, ktorý uvoľní, sa rekombinuje s „dierou“ a energia sa premrhá ako teplo. Nakoniec sa niektoré svetlo odrazí od povrchu kremíka, čo je dôvod, prečo bunky vyzerajú trochu žiarivo, keď ich držíte v pravom uhle k svetlu.