太陽電池モジュールの原理 その2など、元太陽光発電システムメーカー勤務の、平凡OLの沙良が、省エネ、節電に挑戦!! お小遣いを含め500万円を目指し奮闘します。 太陽光発電のマル秘裏話から、沙良の省エネ奮闘記。

太陽電池モジュールの原理 その2

太陽電池モジュールの原理 その2


pn接合によるバンドの変化


p型半導体とn型半導体の話は前回 「太陽電池モジュールの原理 その1」

簡単に説明しました。

では、p型半導体とn型半導体をくっつけた直後は、どうなるのでしょうか?

pn接合界面付近では、n型側の電子濃度がp型側より高いので、

電子は濃度の低いp型側に拡散。

同じく、p型側のホールがn型側に拡散します。

p型側に拡散した電子は少数キャリアです。

多数キャリアであるホールと再結合し、プラスに荷電したイオン化アクセプタを残します。

逆に、n型側に拡散したホールは電子と再結合し、

マイナスに荷電したイオン化ドナーを残します。

アクセプター にはIII族やII族など、一般に半導体を構成するIV族より

最外殻電子が少ない元素が使用されることが多い。

ドーピングされたアクセプター原子は、IV族原子と結合する際に負帯電し、

不足する電子を擬似的に正電荷を持った荷電粒子である

正孔(ホール)として放出する。この正孔がキャリアとして伝導に寄与する。

このような原理から、電子を「受け入れる」ものの意味でアクセプターと

名づけられている


n型側に拡散したホールは電子と再結合し、マイナスに荷電したイオン化ドナーを残す。

再結合すると、pn接合界面にはキャリアのいない領域ができます。

空乏層にはプラスとマイナスの電荷が残り、電位差をもたらす。

p型側の電子は、この電位差によってn型側に向かい(ドリフト)、

n型側のホールも、電位差でドリフトしてp型側に向かいます。

濃度差による拡散とドリフトがつり合ったところで拡散は止まり、

p型とn型のフェルミ準位が一致します。



太陽電池モジュールの原理 その3に続く。

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