مثير للإعجاب

فهم الفوسفور والبورون ومواد أشباه الموصلات الأخرى

فهم الفوسفور والبورون ومواد أشباه الموصلات الأخرى



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إدخال الفوسفور

تقدم عملية "المنشطات" ذرة عنصر آخر في بلورة السيليكون لتغيير خواصها الكهربائية. يحتوي المنشط إما على ثلاثة أو خمسة إلكترونات تكافؤ ، على عكس أربعة من السيليكون. تستخدم ذرات الفسفور ، التي تحتوي على خمسة إلكترونات التكافؤ ، في تعاطي المنشطات من السيليكون من النوع n (يوفر الفوسفور الإلكترون الخامس والحر ،).

تحتل ذرة الفسفور نفس المكان في الشبكة البلورية التي كانت تحتلها سابقًا ذرة السيليكون التي استبدلت بها. تتولى أربعة من إلكترونات التكافؤ مسؤوليات الترابط لإلكترونات التكافؤ السيليكون الأربعة التي استبدلت بها. لكن الإلكترون الخامس التكافؤ لا يزال حرا ، دون مسؤوليات الترابط. عندما يتم استبدال العديد من ذرات الفسفور للسيليكون في البلورة ، تصبح العديد من الإلكترونات الحرة متاحة. استبدال ذرة الفسفور (مع خمسة إلكترونات التكافؤ) لذرة السيليكون في بلورة السيليكون يترك إلكترون إضافي ، غير محجر ، وهو حر نسبيا للتنقل حول البلورة.

تتمثل أكثر طرق المنشطات شيوعًا في تغطية طبقة من السيليكون بالفسفور ثم تسخين السطح. هذا يسمح لذرات الفسفور بالانتشار في السيليكون. ثم يتم خفض درجة الحرارة بحيث ينخفض ​​معدل الانتشار إلى الصفر. تشتمل الطرق الأخرى لإدخال الفوسفور في السيليكون على الانتشار الغازي وعملية رش بخاخ سائل وتقنية يتم فيها تحريك أيونات الفوسفور في سطح السيليكون بالتحديد.

تقديم البورون 

بالطبع ، لا يمكن للسيليكون من النوع n تكوين المجال الكهربائي بمفرده ؛ من الضروري أيضًا تغيير بعض السيليكون ليكون له خصائص كهربائية معاكسة. لذلك فهو البورون ، الذي يحتوي على ثلاثة إلكترونات التكافؤ ، ويستخدم في تعاطي المنشطات من السيليكون من النوع p. يتم تقديم البورون أثناء معالجة السيليكون ، حيث يتم تنقية السيليكون للاستخدام في الأجهزة الكهروضوئية. عندما تتولى ذرة البورون موقعًا في الشبكة البلورية التي كانت تشغلها ذرة السيليكون سابقًا ، هناك رابطة تفتقد إلى الإلكترون (بمعنى آخر ، ثقب إضافي). استبدال ذرة البورون (مع ثلاثة إلكترونات التكافؤ) لذرة السيليكون في بلورة السيليكون يترك ثقب (رابطة مفقود إلكترون) والتي هي حرة نسبيا في التحرك حول البلورة.

مواد أشباه الموصلات الأخرى.

مثل السيليكون ، يجب تحويل جميع المواد الكهروضوئية إلى تكوينات من النوع p و n لإنشاء الحقل الكهربائي اللازم الذي يميز خلية PV. لكن يتم ذلك بعدد من الطرق المختلفة اعتمادًا على خصائص المادة. على سبيل المثال ، الهيكل الفريد للسيليكون غير المتبلور يجعل طبقة متأصلة أو "طبقة i" ضرورية. تتلاءم هذه الطبقة غير المعبدة من السيليكون غير المتبلور بين طبقات n-type و p-type لتشكيل ما يسمى بالتصميم "p-i-n".

الأفلام الرقيقة الكريستالية مثل diselenide النحاس الإنديوم (CuInSe2) والكادميوم تيلورايد (CdTe) تبشر بخير كبير للخلايا الكهروضوئية. لكن هذه المواد لا يمكن أن تُخدّر ببساطة لتشكيل طبقات n و p. بدلاً من ذلك ، يتم استخدام طبقات من مواد مختلفة لتشكيل هذه الطبقات. على سبيل المثال ، يتم استخدام طبقة "نافذة" من كبريتيد الكادميوم أو مادة أخرى مماثلة لتوفير الإلكترونات الإضافية اللازمة لجعله n- نوع. يمكن تصنيع CuInSe2 بحد ذاته من النوع p ، في حين يستفيد CdTe من طبقة من النوع p مصنوعة من مادة مثل تلوريد الزنك (ZnTe).

يتم تعديل زرنيخيد الغاليوم (GaAs) بشكل مشابه ، عادة باستخدام الإنديوم أو الفوسفور أو الألومنيوم لإنتاج مجموعة واسعة من المواد من النوع n و p.


شاهد الفيديو: Five Ways You Use Quantum Technology Every Day (أغسطس 2022).