591

15.4. ENERGETYKA SŁONECZNA

a)

Pasmo przewodnictwa (swobodne elektrony)

Pasmo

I I I I	Generacja
[ Rekombinacja ! 7	^7 pary
e ^ł/^ f		Eg
Y | 1	/ ^E>^>E9
Ó 9 £ $
Pasmo walencyjne

• elektron, Q dziura, (5) elektron w sieci krystalicznej

Wiązanie kowalencyjne

Elektrony pasma walencyjnego

C)

\*i

• • \S/>y ~ *\S//y IS \ s//i

li    i i    i i

'•/    '•/

►£ działania pola

Rys. 15.38. Schematy ilustrujące półprzewodniki: a) wewnętrzny efekt fotowoltaiczny i półprzewodnictwo dziurowe w paśmie walencyjnym; b) sieć krystaliczna krzemu Si jako półprzewodnika samoistnego; c) półprzewodnik z domieszką donorową (typu n); d) półprzewodnik z domieszką akceptorową (typ p); E - pole elektryczne

Jeżeli elektron z poziomu pasma walencyjnego otrzyma energię dostateczną do wybicia go z sieci krystalicznej (zerwanie wiązań kowalentnych) i przejdzie na wyższy poziom energetyczny do poziomu pasma przewodnictwa, to powstają dwa nośniki ładunku elektrycznego: elektron i tzw. dziura. Elektron w paśmie przewodnictwa zachowuje się jak swobodny elektron w metalu, a dziura powstaje wskutek nieobecności elektronu w strukturze wiązania. W dziurze zlokalizowany jest ładunek dodatni. Ruch tak zlokalizowanego ładunku może zachodzić w półprzewodniku niezależnie od elektronu w paśmie przewodnictwa, dzięki temu, że elektron walencyjny, który znajduje się w wiązaniu sąsiednim, tzn. w pobliżu dziury, może uzupełnić brak, powodując tym samym przesunięcie się dziury w przeciwnym kierunku. Elektrony walencyjne mogą się przenosić od jednego wiązania do drugiego, przy czym nie muszą uzyskiwać dużej energii, która byłaby konieczna do przeniesienia elektronu na poziom pasma przewodnictwa. Zatem dziura może się przenosić w paśmie walencyjnym bez angażowania elektronów swobodnych

591