Pacco batteria agli ioni di litio per solare

Il principio della produzione di energia dalle celle solari si basa principalmente sull'effetto fotoelettrico dei semiconduttori. Quando impurità come boro e fosforo vengono drogate in un cristallo di silicio, l'aggiunta di boro crea uno spazio vuoto nel cristallo. La carica positiva rappresenta l'atomo di silicio, mentre la carica negativa rappresenta i quattro elettroni che lo circondano.

Poiché un atomo di boro è circondato solo da tre elettroni, si crea un posto vacante. Questo posto vacante è instabile a causa della mancanza di un elettrone e assorbe facilmente elettroni per neutralizzarlo, formando un semiconduttore di tipo P-.

Allo stesso modo, quando vengono aggiunti atomi di fosforo, un elettrone diventa altamente attivo perché ha cinque elettroni, formando un semiconduttore di tipo N-.

I semiconduttori di tipo P- contengono più posti vacanti, mentre i semiconduttori di tipo N- contengono più elettroni. Di conseguenza, quando i semiconduttori di tipo P- e di tipo N- vengono combinati, si forma una differenza di potenziale sull'interfaccia, formando una giunzione PN.

Quando si combinano semiconduttori di tipo P-e di tipo N-, all'interfaccia tra i due semiconduttori si forma uno speciale strato sottile. Il lato di tipo P- dell'interfaccia viene caricato negativamente, mentre il lato di tipo N- viene caricato positivamente. Questo perché i semiconduttori di tipo P- hanno più lacune, mentre i semiconduttori di tipo N- hanno più elettroni liberi, con conseguente differenza di concentrazione. Gli elettroni nella regione N diffondono nella regione P, mentre le lacune nella regione P si diffondono nella regione N. Una volta diffuso, si forma un "campo elettrico interno" dalla regione N alla regione P, che impedisce un'ulteriore diffusione. Quando viene raggiunto l'equilibrio, si forma uno speciale strato sottile, che crea una differenza di potenziale, che è la giunzione PN.