半導体の基礎

ソーラー街路灯は、太陽電池内にpn接合が含まれているため、外部電源を必要とせずに独立して機能します。

p-n接合は、薄いp型シリコンシートに五価不純物を添加し、その一部をn型シリコンに変換することによって形成されます。

シリコンシートの両側にある電荷キャリアの濃度勾配は、p側からn側への正孔とn側からp側への電子の拡散につながり、拡散電流を生成します。

接合部付近の領域には自由電荷担体がなくなり、空乏領域が形成されます。また、この領域には正味の正電荷と負電荷が残り、接合部全体に電界と電位差が生じます。

電界はpn接合の少数キャリアをドリフトさせ、拡散電流を打ち消すドリフト電流を生成します。

この電界は、接合部を横切る多数派キャリアのさらなる拡散にも反対します。

平衡状態では、接合部を横切る全電流は両方向で同じ大きさであり、一定のフェルミエネルギーによって示されます。