Springen naar inhoud

werking zonnepaneel



  • Log in om te kunnen reageren

#1

vvanduijnhoven

    vvanduijnhoven


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 november 2014 - 15:37

Ik ben voor mijn profielwerkstuk de werking van zonnepanelen aan het bekijken. maar nu kwam ik het begrip Fermi-niveau tegen. Ik wil het begrip kort uitleggen maar zelfs met internet kom ik er niet uit wat het nu betekend maar het is wel van belang bij zonnepanelen.

 

dus zou iemand mij misschien kort kunnen uitleggen wat het Femi niveau doet of is?


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44845 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 november 2014 - 15:46

Opmerking moderator :

twee topics samengevoegd 

Veranderd door Jan van de Velde, 01 november 2014 - 16:53

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

vvanduijnhoven

    vvanduijnhoven


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 november 2014 - 16:13

Ik ben bezig met me profiel werkstuk en ik loop bij de werking van een zonnepaneel bij 2 dingen vast

- waarom moet er een antireflecterende laag op een zonnepaneel

- en wat betekent of doet het Fermi-niveau


#4

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 01 november 2014 - 16:27

Hier onder wat uitleg. Het is een heel verhaal geworden. Ik garandeer niet dat het theoretisch 100% klopt maar het zou wel aanknopingspunten moeten geven om de onderliggende concepten te begrijpen. Aan "weten wat het ferminiveau is" heb je helemaal niets zonder een fikse dosis achtergrondkennis.

 

Energieniveaus en Pauli principe

Elektronen in een halfgeleider bevinden zich in een bepaalde toestand, waar een energieniveau bij hoort. De energieniveaus worden van beneden naar boven gevuld. Ze kunnen niet allemaal in het laagste niveau kruipen want elektronen kunnen maar één plaats bezetten (Pauli principe). 

 

Energieniveaus en geleiding

Afhankelijk van het energieniveau van het elektron is het gebonden aan een atoom of molecuul en draagt het bij aan de molecuulbinding. Dit zijn de lagere energieniveaus. De energieniveaus waarin elektronen gebonden zijn noemen we de valentieband. Als alle elektronen in de valentieband "vastzitten", kan de stof niet geleiden. De elektronen ondervinden weliswaar een kracht in een potentiaalveld maar ze kunnen niet bewegen. In hogere energieniveaus komen elektronen in de geleidingsband. Zij zijn dan niet plaatsgebonden en ze kunnen dus o.i.v. een potentiaalveld gaan bewegen er loopt dan stroom en de stof geleidt.

 

Geleidbaarheid als stofeigenschap

De energiniveau's die elektronen in een stof mogen aannemen, is afhankelijk van de structuur van een stof. In een isolator zit alles in de valentieband, de geleidingsband bestaat ook maar in de geleidingsband hebben de elektronen zoveel energie dat zij onmiddellijk zouden terugvallen naar lagere energieniveaus in de valentieband. In metalen is de valentieband helemaal bezet met elektronen en de overige elektronen kunnen daarom alleen in de geleidingsband zitten. Deze elektronen noemen we (gek genoeg realiseer ik me nu) valentie elektronen. Omdat er in een metaal altijd elektronen in de geleidingsband zitten, is een metaal een geleider.

 

In een halfgeleider is de valentieband vol en de geleidingsband zit qua energieniveau net boven de valentieband. Dat betekent dat een elektron in de valentieband maar een beetje energie moet krijgen om in de geleidingband te komen. Het energieverschil tussen de hoogste energie in de valentieband en de laagste energie in de geleidingsband noemen we de bandgap.

 

 

Verandering van energieniveau van een elektron

Elektronen hebben de neiging om het laagst mogelijke energieniveau op te zoeken maar door allerlei wisselwerking kunnen individuele elektronen (tijdelijk) in een toestand van hogere energie komen, terwijl er nog plaatsen over zijn voor toestanden van een lagere energie.

 

Dat kan komen door de temperatuur: door de wisselwerking met andere deeltjes in de stof krijgt een elektron kinetische energie en het komt dan in een hogere energietoestand. Het kan ook door fotonen: een elektron kan in een hogere energietoestand komen als het een foton absorbeert; het kan ook door een elektrische spanning: omdat elektronen lading hebben krijgen zij energie in een potentiaalveld.

 

De verdeling van de elektronen over de energieniveaus is afhankelijk van de temperatuur omdat de bewegingsenergie binnen een stof bij hogere temperatuur groter is, worden meer elektronen naar een toestand van hogere energie gestoten. Iets soortgelijks kan bij sommige stoffen gebeuren bij belichting (foto elektrisch effect). 

 

De vraag is welke energieniveaus allemaal gevuld zijn als je voor alle elektronen de energieniveaus van laag naar hoog opvult. De elektronen met het hoogste energieniveau bevinden zich op het Fermi niveau. Afhankelijk van de ligging van het ferminiveau ten opzichte van geleidingsband en valentieband is een stof een geleider, halfgeleider of isolator.

 

In een zonnencel kunnen de fotonen elektronen van valentieband naar geleidingsband "stoten" omdat de bandgap van een halfgeleider relatief klein is. Als er elektronen in de geleidingsband komen, gaat de stof geleiden.

 

Einstein heeft in de verklaring van het foto elektrisch effect de conclusie getrokken dat licht gekwantiseerd moet zijn omdat het optreden van het foto elektrisch effect afhangt van de energie van het foton die minstens zo groot moet zijn als de bandgap. Bij minder energierijke fotonen gebeurt er niets, ook niet bij hoge intensiteit.


#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44845 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 november 2014 - 16:33

- waarom moet er een antireflecterende laag op een zonnepaneel

 

"moeten" moet er niks.

Maar monteer in gedachten je dure zonnecelletjes eens onder een spiegel ?? crazy.gif

Veranderd door Jan van de Velde, 01 november 2014 - 16:33

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 01 november 2014 - 18:25

- waarom moet er een antireflecterende laag op een zonnepaneel

 

Deze vraag "moet" je zelf wel kunnen beantwoorden   #-o 







Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures