Bateria de íon de lítio para energia solar

O princípio da geração de energia por células solares baseia-se principalmente no efeito fotoelétrico dos semicondutores. Quando impurezas como boro e fósforo são dopadas em um cristal de silício, a adição de boro cria uma lacuna no cristal. A carga positiva representa o átomo de silício, enquanto a carga negativa representa os quatro elétrons que o rodeiam.

Como um átomo de boro tem apenas três elétrons ao seu redor, é criada uma vaga. Essa vacância é instável devido à falta de um elétron e absorve facilmente elétrons para neutralizá-la, formando um semicondutor do tipo P-.

Da mesma forma, quando átomos de fósforo são adicionados, um elétron se torna altamente ativo porque possui cinco elétrons, formando um semicondutor do tipo N-.

Os semicondutores do tipo P-contêm mais vagas, enquanto os semicondutores do tipo N-contêm mais elétrons. Conseqüentemente, quando semicondutores do tipo P-e do tipo N-são combinados, uma diferença de potencial é formada na interface, formando uma junção PN.

Quando semicondutores do tipo P-e do tipo N-são combinados, uma camada fina especial se forma na interface entre os dois semicondutores. O lado do tipo P-da interface é carregado negativamente, enquanto o lado do tipo N-é carregado positivamente. Isso ocorre porque os semicondutores do tipo P-têm mais lacunas, enquanto os semicondutores do tipo N-têm mais elétrons livres, resultando em uma diferença de concentração. Os elétrons na região N se difundem para a região P e os buracos na região P se difundem para a região N. Uma vez difundido, um “campo elétrico interno” é formado da região N para a região P, o que impede maior difusão. Quando o equilíbrio é alcançado, uma fina camada especial é formada, criando uma diferença de potencial, que é a junção PN.