Batterie au lithium-ion pour l'énergie solaire

Le principe de production d’énergie par cellules solaires repose principalement sur l’effet photoélectrique des semi-conducteurs. Lorsque des impuretés telles que le bore et le phosphore sont dopées dans un cristal de silicium, l'ajout de bore crée une lacune dans le cristal. La charge positive représente l’atome de silicium, tandis que la charge négative représente les quatre électrons qui l’entourent.

Parce qu’un atome de bore n’est entouré que de trois électrons, une vacance est créée. Cette lacune est instable en raison de l'absence d'électron et absorbe facilement les électrons pour le neutraliser, formant un semi-conducteur de type P-.

De même, lorsque des atomes de phosphore sont ajoutés, un électron devient très actif car il possède cinq électrons, formant un semi-conducteur de type N-.

Les semi-conducteurs de type P- contiennent plus de lacunes, tandis que les semi-conducteurs de type N- contiennent plus d'électrons. Par conséquent, lorsque des semi-conducteurs de type P- et de type N- sont combinés, une différence de potentiel se forme à l'interface, formant une jonction PN.

Lorsque des semi-conducteurs de type P- et de type N- sont combinés, une couche mince spéciale se forme à l'interface entre les deux semi-conducteurs. Le côté de type P-de l'interface est chargé négativement, tandis que le côté de type N-est chargé positivement. En effet, les semi-conducteurs de type P- ont plus de trous, tandis que les semi-conducteurs de type N- ont plus d'électrons libres, ce qui entraîne une différence de concentration. Les électrons de la région N diffusent dans la région P et les trous de la région P diffusent dans la région N. Une fois diffusé, un « champ électrique interne » se forme de la région N à la région P, ce qui empêche une diffusion ultérieure. Lorsque l’équilibre est atteint, une fine couche spéciale se forme, créant une différence de potentiel, qui est la jonction PN.