კალკულატორის მზის უჯრედებში გამოყენებული მასალა

თქვენს კალკულატორზე მზის უჯრედები იჭერენ მზის ენერგიას და გარდაქმნიან მას ელექტრო ენერგიად თქვენი კალკულატორის თხევადკრისტალური ეკრანის ენერგიის მისაცემად. ამ მზის ელემენტებში მასალაა კრისტალური სილიციუმი. სილიციუმი საკმაოდ გავრცელებული ელემენტია დედამიწაზე - მაგალითად, პლაჟის ქვიშა მზადდება სილიციუმის ნაერთებისგან. სილიციუმის გაწმენდა რთულია და ამიტომ ის იაფი არ არის, მიუხედავად იმისა, რომ იგი დედამიწის ქერქში უხვადაა.

თქვენი კალკულატორის მზის უჯრედებში არსებული სილიციუმი არ არის სუფთა, რადგან იგი სპეციფიკური მინარევების დასამატებლად დოპინგის ან ქიმიურად დამუშავებულია. დოპინგ სილიციუმს, რომელსაც აქვს დამატებითი ელექტრონები, ეწოდება N ტიპის, ხოლო დოპინგ სილიციუმს, რომელსაც ელექტრონები აკლია, P ტიპის. N ტიპის სილიციუმი, როგორც წესი, შეიცავს დამატებულ სტიმონს, დარიშხანს ან ფოსფორს, ხოლო P ტიპის სილიციუმს დამატებული აქვს ბორი, ალუმინის ან გალიუმი. სილიციუმის დამუშავება ფოსფინის გაზით ან PH3– ით დასძენს ფოსფორს N ტიპის სილიციუმის დასამზადებლად, ხოლო დიბორანის გაზი ან B2H6 ამატებს ბორს P ტიპის სილიციუმის დასამზადებლად.

თქვენი კალკულატორის მზის უჯრედები შეიცავს N ტიპის სილიციუმის ფენას, რომელიც მიმდებარედ არის P ტიპის სილიციუმის ფენას. დამატებითი ტიპის ელექტრონები N ტიპის ფენაში ჩაედინება P ტიპის ფენაში და თითოეულ ფენას ტოვებს სუფთა მუხტით. ეს წმინდა მუხტი ორივე ფენაში ქმნის ელექტრულ ველს. სინათლე მზის უჯრედს რომ ეჯახება, ის ელექტრონს ანადგურებს და არღვევს წონასწორობას P ტიპის N ტიპის საზღვარზე. საზღვარზე არსებული ელექტრული ველის წყალობით, დინებას შეუძლია მხოლოდ ერთი გზით მიედინება და, ამრიგად, გათავისუფლებული ელექტრონი მთავრდება თქვენს კალკულატორში მავთულის წრის გარშემო და ასრულებს სამუშაოს მარშრუტზე.

სილიციუმი დედამიწაზე ჩვეულებრივ გვხვდება ჟანგბადთან ერთად და ჟანგბადის მოცილება რთულია. მწარმოებლები ზოგადად იღებენ მინერალს, სახელწოდებით კვარციტს და აცხობენ ღუმელში, სუფთა ნახშირბადთან ერთად. შემდეგ ისინი რეაგირებენ პროდუქტზე ქლორთან, რათა მიიღონ სილიციუმის ტეტრაქლორიდი. წყალბადთან კომბინირების შედეგად წარმოიქმნება უწმინდური სილიციუმი მარილმჟავასთან, როგორც სუბპროდუქტი. დარჩენილი მინარევების მოცილება ხდება დნობის პროცესის საშუალებით, რომელსაც ეწოდება ზონის გადამუშავება.

ალტერნატიული პროცესი ახდენს სილანური აირის ან SiH4 ელექტრონულ ნაპერწკალს, რის შედეგადაც მიიღება სილიციუმი და წყალბადის გაზი. ეს პროცესი გამოიყენება ე.წ. ამორფული სილიციუმის დასამზადებლად, რომელსაც კრისტალური ფორმისგან განსხვავებული სტრუქტურა აქვს.

როგორც წესი, მზის ელემენტების ეფექტურობა, როგორიც თქვენს კალკულატორშია, დაახლოებით 15 პროცენტს შეადგენს. სინათლის დიდ ნაწილს, რომელიც უჯრედს ეჯახება, აქვს ძალიან მცირე ან ძალიან ბევრი ენერგია ელექტრონების განდევნისა და მიმდინარე ნაკადის შესაქმნელად. ზოგჯერ მაშინაც კი, როდესაც სინათლეს აქვს სწორი ენერგიის ოდენობა, ელექტრონი, რომელიც მას გადააქვს, თავიდან ირევა "ხვრელით" და ენერგია იკარგება სითბოს სახით. დაბოლოს, სინათლის გარკვეული ნაწილი აისახება სილიციუმის ზედაპირიდან, რის გამოც უჯრედები ცოტათი პრიალებენ, როდესაც მათ სინათლის სწორი კუთხით იჭერენ.