תוֹכֶן
תאי השמש במחשבון שלך לוכדים אנרגיה סולארית וממירים אותה לאנרגיה חשמלית כדי להניע את המחשבון שלך לתצוגת גביש נוזלית. החומר בתאים סולאריים אלה הוא סיליקון גבישי. הסיליקון הוא יסוד נפוץ למדי בכדור הארץ - חול בחוף, למשל, עשוי מתרכובות סיליקון. לעומת זאת, טיהור הסיליקון הוא קשה וזו הסיבה שהוא לא זול למרות שהוא כל כך שופע בקרום אדמה.
סיליקון מסומם
הסיליקון במחשבים שלך תאים סולאריים אינו טהור, מכיוון שהוא סומם או טופל כימית כדי להוסיף זיהומים ספציפיים. סיליקון מסומם שיש לו אלקטרונים נוספים נקרא סוג N ואילו סיליקון מסומם שחסר אלקטרונים נקרא P סוג. סיליקון מסוג N מכיל בדרך כלל אנטימון, ארסן או זרחן, ואילו סיליקון מסוג P מכיל בדרך כלל בורון, אלומיניום או גליום. טיפול בסיליקון בגז פוספין או PH3 מוסיף זרחן ליצירת סיליקון מסוג N, ואילו גז דיבורי או B2H6 מוסיף בור ליצירת סיליקון מסוג P.
מבצע
המחשבים התאים הסולאריים שלך מכילים שכבה של סיליקון מסוג N הצמוד לשכבה של סיליקון מסוג P. חלק מהאלקטרונים הנוספים בשכבה מסוג N זורמים לשכבה מסוג P ומשאירים לכל שכבה מטען נטו. מטען נטו זה בשתי השכבות יוצר שדה חשמלי. כאשר האור פוגע בתא השמש, הוא מפרק אלקטרון, מה שמביא את האיזון בגבול מסוג P מסוג N. בזכות השדה החשמלי בגבול, זרם יכול לזרום רק לכיוון אחד, וכך האלקטרון המשוחרר מסתובב סביב מעגל חוט במחשבון שלך, מבצע עבודה בדרך.
טיהור
הסיליקון על פני כדור הארץ נמצא בדרך כלל בשילוב עם חמצן, והסרת החמצן קשה. היצרנים בדרך כלל לוקחים מינרל בשם קוורציט ואופים אותו בכבשן יחד עם פחמן טהור. בשלב הבא הם מגיבים את המוצר עם כלור ליצירת טטרכלוריד סיליקון. שילוב זה עם מימן מביא לסיליקון טמא עם חומצה הידרוכלורית כתוצר לוואי. את יתר הזיהומים מוסרים בתהליך התכה הנקרא זיקוק אזור.
תהליך אלטרנטיבי מייתר גז סילאן או SiH4 עם ניצוץ חשמלי, ומניב גם סיליקון וגם גז מימן. תהליך זה משמש לייצור סיליקון אמורפי שנקרא מבנה שונה מהצורה הגבישית.
שיקולים
בדרך כלל היעילות של תאים סולריים כמו אלו שבמחשבון שלך פועלת כ -15 אחוזים. לחלק גדול מהאור שמכה בתא יש מעט מדי או יותר מדי אנרגיה לפרוק אלקטרונים וליצור זרימת זרם. לפעמים גם כשאור יש כמות אנרגיה נכונה, האלקטרון שהוא מפרק מתחבר מחדש עם "חור" והאנרגיה מתבזבזת כחום. לבסוף, חלק מהאור משתקף מעל פני הסיליקון, וזו הסיבה שהתאים נראים מעט נוצצים כשאתה מחזיק אותם בזווית הנכונה לאור.