Edasijõudnute tase

Pööratud õpe

Eesmärk. Valmistu klassiaruteluks, mõistes järgmist järjestust: footon → neeldumine → laengute eraldumine → voolu teke ning füüsika/inseneriteaduse seoseid päikeseenergia süsteemides.

Ülesanded (esitada 1–2-leheküljelise aruandena või 6–8 slaidina):

1.     Lühike lugemine räni päikesepatarei struktuurist ja footonite teekonnast. Tõsta esile: peegeldusvastane kate, N-tüüpi kiht, P-N siire, P-tüüpi kiht, metallkontaktid.

  1. Tööleht "N-tüüpi vs. P-tüüpi räni": täida tabel järgmisega:
    • Lisandi element (fosfor/boor)
    • Peamine laengukandja (elektronid/augud)
    • Roll laengute eraldamises
    • Asukoht elemendi struktuuris (üleval/all)
  2. PhET pooljuhtide simulatsioon: loo kaks ekraanipilti -
    a. Omane (doteerimata) räni: jälgi energiatasemeid ja vabade kandjate puudumist
    b. Doteeritud räni (N+P siire): jälgi energiatasemete kõverdumist, sisseehitatud elektrivälja ja laengute eraldumist valguse toimel
  3. Lühike süntees (kuni 120 sõna): selgita oma sõnadega, kuidas päikesepatarei ei "kogu" päikesevalgust nagu soojuspaneel, vaid muudab footonite energia eraldatud elektrilaenguteks kvantneeldumise ja siirdefüüsika kaudu.
  4. Kolm arutlusküsimust:
    • Üks kvantfüüsika kohta: Miks peab footoni energia ületama keelutsooni laiuse?
    • Üks materjaliteaduse kohta: Kuidas tekitab doteerimine elektrivälja?
    • Üks süsteemitehnika kohta: Miks toodavad päikesepaneelid alalisvoolu, kuid majapidamistes kasutatakse vahelduvvoolu?

Esitamine. Laadi PDF või slaidid üles klassikanalisse enne tundi.