Saf kristal kafeslerin düşük içsel iletimine ek olarak, dışsal iletim, yabancı atomların kasıtlı olarak dahil edilmesiyle (“katkılama”) yaratılır. Bu tür safsızlıklar, değerlik elektronlarının sayıları temel malzemeninkinden farklıysa etkilidir.

Örneğin, dahil edilen safsızlıkların değerlik elektron sayısı kafes atomununkini aşarsa (örneğin, dört değerlikli silikon (Si) kafesine dahil edilen beş değerlikli arsenikte (As); fazla elektron, safsızlık atomuna yalnızca zayıf bir şekilde bağlanır.

Böylece kafes içindeki termal hareketler nedeniyle saf olmayan atomdan kolayca ayrılır ve serbestçe hareket eden bir elektron olarak kristal kafesin iletkenliğini arttırır. Elektron sayısını artıran bu tür yabancı atomlara donör atomlar denir.

Bununla elektronların sayısı deliklerinkinden çok daha fazladır. Bu durumda elektronlar çoğunluk taşıyıcıları olarak adlandırılırken, delikler azınlık taşıyıcıları oluşturur. İletkenlik esas olarak negatif yüklü parçacıklar tarafından oluşturulduğundan, bu tür iletim n-iletimi olarak adlandırılır.

Yarı iletken malzemeye dahil edilen safsızlıklar, aksine, daha az değerlik elektronları ile sağlanırsa (örneğin, dört değerlikli silikona (Si) dahil edilmiş üç değerlikli bor (B) veya alüminyum (Al); bu doping atomları, değerlik bandından bir ek elektron emme eğilimindedir. temel malzeme.

Bu tür yabancı atomlara bu nedenle alıcı atomlar denir. Delik sayısını arttırırlar (yarı pozitif yük taşıyıcılar) ve p-iletkenliği oluştururlar. Bu koşullar altında, eksik elektronlar (yani boşluklar) çoğunluk taşıyıcıları iken, elektronlar azınlık taşıyıcıları gibi davranırlar.

Ayrıca yukarıda belirtilen bağlam, enerji boşluğu modeli içinde gösterilebilir. Katkısız yarı iletken malzeme içinde, tekrarlayan elektron-boşluk-çifti oluşturma ve rekombinasyon süreçleri nedeniyle serbest hareketli yük taşıyıcılarının belirli bir denge konsantrasyonu oluşturulur.

Bu işlem sırasında deliklerin ve elektronların sayısı eşittir. Sıcaklığın yanı sıra denge konsantrasyonundaki yük taşıyıcı yoğunluğu, değerlik bandından bir elektronu serbest bırakmak için gereken minimum enerji ile belirlenir ve bu nedenle Eg enerji aralığı ile tanımlanır.

Örneğin, germanyum (Ge) için enerji aralığı 0,75 eV ve silikon için 1,12 eV’dir. Elektron ve delik yoğunlukları nispeten düşük kaldığından katkısız yarı iletken malzemenin iletkenliği de düşüktür.

İletim bandındaki elektronların sayısı, vericilerin eklenmesiyle önemli ölçüde artar. Enerji açığı modelinde donörler, iletim bandının hemen hemen altındaki enerji seviyelerine karşılık gelir. Alıcıların eklenmesi, bir değerlik bandı içindeki deliklerin sayısını buna göre artırır. Enerji açığı modelinde, alıcıların enerji seviyeleri valans bandının biraz üzerindedir.

Yarı iletkenin alıcılarla (p-doping) ve donörlerle (n-doping) katkılanmasıyla, yarı iletken malzemelerin iletkenliği çeşitli büyüklük sıralarında kontrol edilebilir. Bununla birlikte, belirli bir malzemenin elektron yoğunluğunun ve delik yoğunluğunun ürünü, sıcaklığa bağlı bir malzeme sabitidir.

Bu nedenle, örneğin elektron yoğunluğu donörlerin dahil edilmesiyle artarsa, boşluk yoğunluğu otomatik olarak azalır. Bununla birlikte, iletkenlik artar. Ancak, kabul edenlerin ve verenlerin etkileri birbirini iptal ettiğinden, her iki tür doping aynı anda uygulanmamalıdır.

Yarı iletkenler ayrıca “doğrudan” ve “dolaylı” yarı iletkenler olarak ayrılır. Direkt yarı iletkenler için yük taşıyıcılarını değerlik bandından iletim bandına aktarmak için sadece enerji gerekirken, dolaylı yarı iletkenler için de yük taşıyıcıya bir momentum aktarılması gerekir.

Isı taşınım katsayısı
Isı transferi Çeşitleri
Zorlanmış taşınım nedir
Isı transferi Nedir
Taşınımla ısı transferi
Işınım ile ısı transferi örnekleri
Isı transferi Soru Çözümleri
Isı transferi formülleri

Bunun başlıca nedeni bant yapısıdır ve güneş pilleri için yarı iletken malzemelerin uygunluğu üzerinde muazzam bir etkiye sahiptir. Gelen bir fotonun doğrudan yarı iletken absorpsiyonu için yük taşıyıcıyı iletim bandına yükseltmek için yeterliyken (yani foton tarafından özel enerji transferi), dolaylı yarı iletkenler için ek olarak uygun bir momentumun aktarılması gerekir.

Bu süreç üç parçacık gerektirir: yük taşıyıcı (1. parçacık) aynı anda fotondan (2. parçacık) yeterli miktarda enerji ve bir fonondan (3. parçacık) gerekli momentumu alır; Bir kristal momentumun kuantumlarına fononlar denir. Yalnızca üç parçacığın tümü aynı anda bir araya gelirse (yani, üç parçacık işlemi), yük taşıyıcıları iletim bandına kaldırılır.

Direkt yarı iletkenlerle (iki gövde süreci) karşılaştırıldığında, bu koşullar çok daha nadirdir. Dolaylı yarı iletkenlerde yarı iletken malzemenin içindeki fotonun emilene kadar çok daha uzun bir mesafe kat etmesi gerekmesinin nedeni budur.

Kristalin silikon böyle dolaylı bir yarı iletkendir ve bu nedenle silikon hücrelerin nispeten kalın olması ve/veya uzun bir optik yol uzunluğu oluşturmak için uygun bir ışık tutma düzeni içermesi gerekir. Amorf silikon, CdTe veya CIS, aksine doğrudan yarı iletkenlerdir.

Bu malzemelerden yapılan güneş pilleri, 10 um’nin altında bir kalınlığa sahip olabilirken, kristalin silikon güneş pillerinin kalınlığı tipik olarak 200 ila 300 um arasında uzanır. Daha ince kristal silikon hücreler geliştirilme aşamasındadır, ancak tartışılan optik özelliklerin sağlanması gerekir, bu da üretim harcamalarının artmasına neden olur.

Fotoğraf Efekti

“Fotoğraf etkisi” terimi, fotonlardan (yani elektromanyetik radyasyonun kuantumu) malzemenin içinde bulunan elektronlara enerji transferini ifade eder. Foton enerjisi böylece elektronların potansiyel ve kinetik enerjisine dönüştürülür. Elektron, Planck’ın kuantumu ile foton frekansının çarpımı olarak tanımlanan fotonun kuantum enerjisinin tamamını soğurur. Dış ve iç fotoğraf efekti ayırt edilir.

Harici fotoğraf efekti

Elektromanyetik radyasyon, ultraviyole aralığında katı bir cismin yüzeyine çarparsa, elektronlar fotondan enerji emebilir. Daha sonra, yeterli foton enerjisi olması koşuluyla, katı cisimden kaçmak için gerekli iş fonksiyonunun üstesinden gelebilirler. Bu işleme harici fotoğraf efekti denir.

Enerji aralığı modeli içinde elektronlar, artık katı cismin bir parçası olarak kabul edilmeyecekleri şekilde, iletim bandının ötesine enerjik olarak kaldırılır. Bireysel atomlar için karşılık gelen enerjik sınır çizgisi, iyonlaşma enerjisidir; katı cisimler için vakum seviyesi olarak adlandırılır.

Vakum içindeki katı cisimden kopan elektronun enerjisinin sıfıra eşit olduğu enerji sınırı olarak tanımlanır. Dolayısıyla vakum seviyesi, iletim bandının üst kenarı veya değerlik bandının üzerindeki tüm bantların üst kenarı ile aynıdır.

The post Dış İletim – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).