Zestaw akumulatorów litowo-jonowych do zasilania energią słoneczną

Zasada wytwarzania energii przez ogniwa słoneczne opiera się przede wszystkim na efekcie fotoelektrycznym półprzewodników. Kiedy do kryształu krzemu dodawane są zanieczyszczenia, takie jak bor i fosfor, dodatek boru powoduje powstanie wakatu w krysztale. Ładunek dodatni reprezentuje atom krzemu, podczas gdy ładunek ujemny reprezentuje cztery otaczające go elektrony.

Ponieważ atom boru ma wokół siebie tylko trzy elektrony, powstaje wakat. Ta wakat jest niestabilna z powodu braku elektronu i łatwo pochłania elektrony, aby je zneutralizować, tworząc półprzewodnik typu P-.

Podobnie po dodaniu atomów fosforu jeden elektron staje się bardzo aktywny, ponieważ ma pięć elektronów, tworząc półprzewodnik typu N-.

Półprzewodniki typu P- zawierają więcej wolnych miejsc, podczas gdy półprzewodniki typu N- zawierają więcej elektronów. W rezultacie, gdy półprzewodniki typu P- i typu N- są łączone, na interfejsie powstaje różnica potencjałów, tworząc złącze PN.

Kiedy półprzewodniki typu P- i typu N- są łączone, na styku dwóch półprzewodników tworzy się specjalna cienka warstwa. Strona interfejsu typu P- jest naładowana ujemnie, podczas gdy strona typu N- jest naładowana dodatnio. Dzieje się tak, ponieważ półprzewodniki typu P- mają więcej dziur, podczas gdy półprzewodniki typu N- mają więcej wolnych elektronów, co powoduje różnicę stężeń. Elektrony w obszarze N dyfundują do obszaru P, a dziury w obszarze P dyfundują do obszaru N. Po rozproszeniu powstaje „wewnętrzne pole elektryczne” od obszaru N do obszaru P, co zapobiega dalszej dyfuzji. Po osiągnięciu równowagi tworzy się specjalna cienka warstwa, tworząc różnicę potencjałów, którą jest złącze PN.