Jeg sto i dusjen her om dagen og tenkte - hvorfor bruker man egentlig silisium (er dette forresten det samme som silikon?) i solceller? Hvorfor kan man ikke bare putte bor og fosfor mot hverandre? Om dette har noe med temperatur og form å gjøre, kunne man gjort det om man i teorien hadde en lav nok temperatur til å ha stoffene i fast form?
top of page
bottom of page
Ja det skjer mye konstruktivt i dusjen :) (https://www.reddit.com/r/Showerthoughts/)....
Silisium er ikke det samme som silikon på norsk, silisium er et grunnstoff, mens silikon er en forbindelse med silisium, oksygen og gjerne litt karbon og hydrogen. På engelsk så er dette veldig forvirrende, "silicon" er silisium, mens "silicone" er silikon. Så Silicon Valley har altså ingenting med brystimplantater å gjøre, men navnet henviser til at dette er et område tettpakket med datafirmaer og i mikrobrikker brukes det mye silisium.
Godt spørsmål! Vi hadde mistet en meget viktig egenskap med platene dersom vi bare direkte hadde brukt bor og og forsfor. Ingen av disse har i seg selv løse elektroner eller positive hull! Dette oppstår først når de "tvinges" (dopes) på en plate full av silisium bundet til hverandre.
Se på denne illustrasjonen, og legg merke til at alle silisiumene er bundet til hverandre, legg også merke til fosfor og bor:
Fosfor har 5 ytterelektroner, silisium har 4. Dersom vi doper silisium med fosfor erstatter vi en del silisiumatomer med fosforatomer. De tvinges altså inn i plasseringene silisium tidligere hadde. Men de har jo ett flere elektron hver, og dette har nå ikke noe sted å være, derfor vil det bli et løst elektron per fosforatom som er dopet på silisiumplaten. Denne platen kalles da n-platen. Så skjer det motsatte i forhold til bor, bor har bare 3 elektroner i ytterste skall og her blir det nå en ledig plass til et elektron ("positivt hull") for hver bor. Dette skjer på p-platen. Overskuddselektronene på n-platen vil nå vandre mot og "tette" de positive hullene på p-platen. Hvordan påvirker det ladning på platene? N-platen blir nå mer positiv, p-platen mer negativ. Dette skjer særlig i nærheten av overgangen mellom platene, her tiltrekkes elektronene i størst grad av de positive hullene. Slik får vi jo denne mye omtalte barrieren som er kjempeviktig for at, når solcellen utsettes for ioniserende lys, elektroner skal vandre i en bestemt retning --> strøm.
Så kort sagt, uten silisum, ikke noe overskudd/underskudd elektroner --> ingen barriere --> ingen retningsbestemt strøm av elektroner = ikkefunskjonelt solcellepanel.
Grunnen til at nettopp silisium egner seg til dette er fordi det har 4 elektroner i ytterste skall og danner en slags "gitterstruktur", alle silisium binder til fire andre silisium som ved doping kan påvirke hvor lett elektroner vandrer. Det er dette vi kaller en halvleder, et stoff som i utgangspunktet verken leder eller isolerer strøm særlig godt, men ved doping kan påvirkes til å enten lede eller isolere svært godt. Hvis du ser i periodesystemet ser du at også karbon, germanium og andre stoffer også kunne blitt brukt, disse har også 4 elektroner i ytterste skall. Men silisium har av ulike grunner vist seg å fungere aller best, i tillegg er det veldig billig - masse silisium i bergartene våre!
Et nokså heftig svar dette her, mye er utenfor pensum :).