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太阳能电池的工作原理

来源:本站  发布时间:2017-12-19   点击量:671

随着全球能源日趋紧张,太阳能成为新型能源得到了大力的开发,其中我们在生活中使用最多的就是太阳能电池了。太阳能电池是以半导体材料为主,利用光电材料吸收光能后发生光电转换,使它产生电流,那么太阳能电池的工作原理是怎么样的呢?太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

太阳能电池板

当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子—空穴对。这样,光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。

太阳能电池的物理基础

当太阳光照射p-n结时,在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子,相应地便产生了电 子——空穴对,并在势垒电场的作用下,电子被驱向型区,空穴被驱向P型区,从而使凡区有过剩的 电子,P区有过剩的空穴。于是,就在p-n结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。

如果半导体内存在P—N结,则在P型和N型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向N区,空穴驱向P区,从而使得N区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P—N结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。


制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。下面我们以硅太阳能电池为例,详细介绍太阳能电池的工作原理。

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