pokud to dobře chápu, vlivem difúze a něčeho jako koncentračního gradientu se utvoří na PN přechodu hradlová vrstva (u P je více místa=děr, u N je zase hodně nahuštěných elektronů). Tento přeliv elektronů z N do P je pak zabržděn vznikajícím elektrickým polem — dojde k rovnováze.
Nechápu ale fotovoltaický jev. Jestliže se v hradlové vrstvě vzbudí elektron vlivem fotonu, proč by byl významně odtažen tímto elektrickým polem k polovodiči N a vznikalo tak napětí mezi dvěma póly, jak je všude uváděno?
Respektive jestliže je běžně u PN přechodu rovnováha mezi elektrickým a koncentračním gradientem, tak ji přece tento přesun naruší — dojde k rozrušování hradlové vrstvy — elektrony se budou chtít zase vrátit, aby ji vlivem difúze vytvořily a cestou případně energii při zaplňování děr zpětně vyzářily. Ostatně to se pak musí dít i při původním spojení polovodičů P a N – při tom přelivu elektronů z N do děr v P se ta energie snad uvolňuje v podobě fotonů
Excitace dle mne pouze zvyšuje počet volných nosičů, ale jejich množství by rovnováhu ovlivňovat nemělo.
0x
Takhle jsem to slyšel od Einsteina:
Dobrý je naučit se 2 náhledy na problematiku polovodičů a přecházet mezi nimi: 1) nic jako díry neexisuje, jsou jenom elektrony a ty se přemisťují. Tudíž Foton může urychlit jen elektron 2. Jako zjednodušení se vykonstruovaly virtuální částice díry, které se chovají stejně, jen mají jiný náboj. A škrtly se vázané elektrony , zůstaly jen díry a volné vodivostní elektrony. Foton vždy vyrobí volný elektron a díru = ustálené spojení : "vytvoření dvojce díra + volný elektron"a volný se vynechává
Taky je dobrý rozlišovat 2 případy: otevřený obvod a když jsou konce PN vodivě spojeny a může tam protékat proud
No on difuze je daná gradientem koncentrace. Je to klasický vzorec "tok= vodivost/konstanta krát spád/rozdíl/ "Difuze z pohledu vzorečku lze připodobnit jako k tepelnému přenosu -vzorec : tok tepla= vodivost*rozdíl teplot. První Ficův zákon. Takže(lokálně) difuze se nekoná v místech se stejnou koncentrací. Difuze je vlivem gradientu koncentrace. Hradlová vrstva se vytvoří tou počáteční difuzí. Působí tam 2 aktéři: difuse, která by ráda namíchala elektrony a díry a zároveň pole, které by je rádo vrátilo, kam patří (díry do p) On ten přeliv pokračuje, ale hodně rychle se vrátí do rovnovážného stavu.
Klíčem k pochopení je jev rekombinace (to většinou nechceme), to je ,že při události vzbuzení elektronu(1) neboli vytvoření páru díra + elektron(2). Hraje v tom roli rekombinační čas a vzdálenost. Ale pokud vznikne , tak bez nějakých vnejších sil sám ( " tepelně " ) vrátí na místo(1) neboli pár díra+e zanikne. to je rekombinace. Ostatně taky tepelně zahřívají mřížku a ohřívají materiál v tom místě. Foton tam dopadl vniveč. Jiná situace ale je ,když vznikne v poli,(1) pole ho stihne unést pryč(F=qE) neboli pole bude odnášet díru(+) a elektron opačným směrem(-). začnou se dít věci. upload.wikimedia.org/...
Druhý klíč je to v jakém prostředí jsou jaké částice majoritní a minoritní nosiče. klasicky v N-polovoči: elektrony, P díry. ... en.wikipedia.org/...
K dotazu: je to nutné chápat ne jako že teď jeden foton přistane , ale jako že přechod je osvětlen v čase x fotony/s .
Jelikož dopadne (dopadají) do pole, tak (1)pole ty elektrony tlačí k plusu, což je místo, odkud eletrony difundovaly pryč , což oblast n, nebo jinak řečeno záporný(negativ) pól pn přechodu / (2) pole ty ten pár e+dírá oddálí od sebe a kladnou díru táhne do záporné oblasti a záporný elektron ke kladnému potenciálu, ten je v směrem k části odkud utekly elektrony, což je N ; díra je tlačena k záporné oblasti a to je ta kam se nahrnuly elektrony, alias utekly díry což je P. Když uteču z 2 k 1, tak pohyb díry je, že že nějaký elektron zaujme jeji pozici a díra nyní, kde byl elektron (viz přechozí graf - ve skutečnosti elektrostatickou sílu vykonává pole, ne potentciál, to je jen takový lidský výmysl). Z toho mi taky vyplývá, kde jsou místa, kde dopadnuvší foton tvoří fv efekt - místo, kde je pole. (i když foton si nevybere), kde není, stane se rekombinace. (Zjednodušeně, to je věc statistiky všechno, ty časy a dráhy se ne nadarmo mají přídomek střední )
Tím se elektrické pole zvyšuje, hradlová vrstva zesiluje. A je to opět rovnovážný stav (při konstatním toku fotonů/s) (Jen nevím jestli i to pole navíc se taky nazývá hradlová vrstva)
Takže jednoduše 1: protože prostě ty vystřelené elekrony jsou polem hradlové vrsty urychlovány (příslušným směrem = do n oblasti)
Takže jednoduše 2: protože prostě ty generované volné elekrony a díry jsou polem hradlové vrsty urychlovány příslušným i směr y ( ... + díry do p oblasti)
a proto když je někde náboj, tvoří tam měřitelné pole
To je dobrý si promyslet, hradlové pole je jakoby obráceně než P(ositiv) a (N)egativ, ale napětí se generuje se správným znamínkem, to je důsledek, že stejné náboje se odpuzují
Taky asi bude rozdíl, jestli elektron bude vybuzen v N-části nebo P-části hradlové oblasti - to jsou ty minoj&major - na to neumím odpovědět
pokračování:
pokud je řeč o jednom dopadlém foronu, který přilítne do N oblasti, tak ji naruší a po čase difuze ho odstěhuje do místa s nižší koncentrací =do P, ale v případě konsantního toku, tam bude konstatntní počet elektronů =rovnovážný stav. Opět, souvisí to s rekombinačním časem a pohledem na úlohu konsatntní tok fotonů vs co udělá jeden foton.. Napětí bude stejné v případě otevřeného obvodů, ale kolik elektronů se dozvíme měřením proudem na krátko (koncentrace major nosičů .. úměrný proud) > Ano, hradlová vrstva se ztenčuje.
Elektrony nemají za cíl tvořit hradlovou vrstvu, oni to neví, on jen cestují, 1teplotně 2 podle pravidel difuze, 3podle pole F=qE a případně balisticky.
Hledal jsem jeden graf fermiho úrovní, kde to bylo názorně vysvětelno. Na ose x byla vzdálenost průřezu od p do n a ten graf byl dvakrát, jednou pro neosvětlený FVčlánek a pak pro osvětlený. Prostě se ta levá polovina zvedla nahoru bylo vidět, že elektrony mohou zleva doprava volně proudit, vidím ho před sebou, ale vyhledávač to ne a ne najít, až na tento obrázek, patřící k tomutou videu: youtube: i.ytimg.com/... . (id videa : 6uIZfBlsaoU)
- možná to bude ono
Trvalo mi to asi hodinu, než tak jak jsem to slyšel od einsteina přepsal takto !
FV jev pořád nechápu. Chápu, že vzbuzené elektrony budou hnány proti směru elektrického pole k poloviči N — tím ale dojde k zániku hradlové vrstvy a tím zániku pole. A tak jsme zase na začátku, nemáme hradlovou vrstvu, nemáme pole, obě části jsou neutrální => žádné napětí.
0x
Foton se chová jednak jako částice, jednak jako vlnění.
Podle představ klasické fyziky by elektronům měla být předána kinetická energie dopadajícího elektromagnetického vlnění. Energie elektromagnetických vln souvisí s intenzitou záření, tzn. energie vyzařovaných elektronů by měla záviset na intenzitě dopadajícího záření. Experimenty však ukázaly, že kinetická energie vyzařovaných elektronů je závislá na frekvenci a nikoliv na intenzitě dopadajícího záření.
Neneseme odpovědnost za správnost informací a za škodu vzniklou jejich využitím. Jednotlivé odpovědi vyjadřují názory jejich autorů a nemusí se shodovat s názorem provozovatele poradny Poradte.cz.
Používáním poradny vyjadřujete souhlas s personifikovanou reklamou, která pomáhá financovat tento server, děkujeme.