NộI Dung
Các pin mặt trời trên máy tính của bạn bẫy năng lượng mặt trời và chuyển đổi nó thành năng lượng điện để cung cấp năng lượng cho máy tính của bạn hiển thị tinh thể lỏng. Vật liệu trong các pin mặt trời này là silicon tinh thể. Silicon là một nguyên tố khá phổ biến trên Trái đất - ví dụ cát bãi biển, được làm từ các hợp chất silicon. Tuy nhiên, việc tinh chế silicon rất khó khăn và đó là lý do tại sao nó không rẻ mặc dù nó rất phong phú trong lớp vỏ Trái đất.
Silicon pha tạp
Các silicon trong máy tính mặt trời của bạn không phải là tinh khiết, bởi vì nó đã được pha tạp hoặc xử lý hóa học để thêm các tạp chất cụ thể. Silic pha tạp có thêm electron được gọi là loại N, trong khi silicon pha tạp thiếu electron được gọi là loại P. Silic loại N thường chứa thêm antimon, asen hoặc phốt pho, trong khi silicon loại P thường chứa thêm boron, nhôm hoặc gallium. Xử lý silicon bằng khí phốt phát hoặc PH3 thêm phốt pho để tạo ra silicon loại N, trong khi đó khí diborane hoặc B2H6 lại thêm boron để tạo ra silicon loại P.
Hoạt động
Máy tính pin mặt trời của bạn chứa một lớp silicon loại N liền kề với một lớp silicon loại P. Một số electron bổ sung trong lớp loại N chảy vào lớp loại P, để lại mỗi lớp có điện tích ròng. Điện tích ròng này trong cả hai lớp tạo ra một điện trường. Khi ánh sáng chiếu vào pin mặt trời, nó đánh bật một electron, làm đảo lộn sự cân bằng ở đường viền loại N loại P. Nhờ có điện trường ở biên giới, dòng điện chỉ có thể chạy theo một chiều, và do đó, electron tự do kết thúc di chuyển xung quanh một mạch dây trong máy tính của bạn, thực hiện công việc trên đường đi.
Thanh lọc
Silicon trên Trái đất thường được tìm thấy kết hợp với oxy và việc loại bỏ oxy rất khó khăn. Các nhà sản xuất thường lấy một loại khoáng chất gọi là đá thạch anh và nướng trong lò cùng với carbon tinh khiết. Tiếp theo họ phản ứng sản phẩm với clo để tạo ra tetraclorua silic. Kết hợp điều này với hydro dẫn đến silicon không tinh khiết với axit hydrochloric là sản phẩm phụ. Các tạp chất còn lại được loại bỏ thông qua một quá trình nóng chảy được gọi là tinh chế vùng.
Một quy trình khác thay thế khí silane hoặc SiH4 bằng tia lửa điện, thu được cả silicon và khí hydro. Quá trình này được sử dụng để tạo ra cái gọi là silic vô định hình có cấu trúc khác với dạng tinh thể.
Cân nhắc
Thông thường, hiệu quả cho pin mặt trời như những người trong máy tính của bạn chạy khoảng 15 phần trăm. Phần lớn ánh sáng chiếu vào tế bào có quá ít hoặc quá nhiều năng lượng để đánh bật các electron và tạo ra dòng điện. Đôi khi ngay cả khi ánh sáng có lượng năng lượng phù hợp, điện tử sẽ đánh bật sự tái hợp lại bằng một "lỗ trống" và năng lượng bị lãng phí dưới dạng nhiệt. Cuối cùng, một số ánh sáng bị phản xạ khỏi bề mặt silicon, đó là lý do tại sao các tế bào trông hơi bóng khi bạn giữ chúng ở góc vuông với ánh sáng.