【工作原理】
太阳能电池工作原理的基础,是半导体PN结的“光生伏特”效应。所谓光生伏特效应,简单地说,就是当物体受到光照时,其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。在气体、液体和固体中均可产生这种效应,但在固体尤其是在半导体中,光能转换为电能的效率特别高,因此半导体中的光电效应引起人们的格外关注,研究的最多,并发明制造出了半导体太阳能电池。
当太阳光照射PN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N型区,空穴被驱向P型区,从而使N区有过剩的电子,P区有过剩的空穴;于是就在PN结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。光生电场的一部分抵消势垒电场,其余部分使P型区带正电、N型区带负电;于是就使得N区与P区之间的薄层产生的电动势,即“光生伏打”电动势。当接通外电路时,便有电能输出。
这就是PN结接触型硅太阳能电池发电的基本原理。若把几十个、几百个太阳能电池单体串联、并联起来封装成为太阳能电池组件,在太阳光的照射下,便可获得具有一定功率输出的电能。
【太阳能电池的分类】
太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。
按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形,而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化锌 (Zn 3 p 2 )等。
太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池,其中硅太阳能电池是发展最成熟的,在应用中居主导地位。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。
太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
为了理解太阳能电池的运作,我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料,通常意义上的P型硅和N体中,自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素,那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素,那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起,由于电子和空穴的扩散,在交接面处便会形成PN结,并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n 区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应,也是太阳能电池的工作原理。
太阳能电池的工作原理是什么
太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压,叫做光生电压。当光照射到pn结上时,产生电子--空穴对,在半导体内部P-N结附近...
太阳能的原理是什么
1、太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。2、光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳,具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,致使产生电子-空穴对。3、界面层临近的电子和空穴在复合之前,将经由空间电荷的电场作...
太阳能电池的工作原理带图解
1. 太阳能光伏发电的基础原理是利用太阳能电池的光生伏打效应,直接将太阳辐射能转换为电能。2. 太阳能电池,也被称为光伏电池,是这种能量转换的核心设备,由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成。3. 当太阳光照射到太阳能电池上时,部分光线被反射,部分被吸收,其余的则穿透电池片。4. ...
太阳能电池的工作原理
1. 太阳能电池的工作原理是利用太阳光照射到半导体p-n结上,产生光生电子-空穴对。在p-n结内建电场的作用下,光生空穴向p区移动,光生电子向n区移动。当外部电路连接时,电流得以形成,实现光电效应。2. 太阳能的发电方式主要有两种:光—热—电转换和光—电直接转换。光—热—电转换通过太阳能集...
太阳能电池的基本原理是什么?
太阳能电池工作原理的基础,是半导体PN结的“光生伏特”效应。所谓光生伏特效应,简单地说,就是当物体受到光照时,其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。在气体、液体和固体中均可产生这种效应,但在固体尤其是在半导体中,光能转换为电能的效率特别高,因此半导体中的光电效应引起...
太阳能电池原理
太阳能电池原理:太阳能电池,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片”或“光电池”,它只要被满足一定照度条件的光照度,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。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。以光伏效应工作的晶硅太阳能电池为主流,...
太阳能电池板的发电原理是什么?
1. 太阳能电池板利用光电效应将太阳光转换成电能。2. 当太阳光照射到半导体p-n结上时,会形成空穴-电子对。3. p-n结的电场作用使得空穴从n区流向p区,电子从p区流向n区。4. 接通电路后,这些移动的电荷形成电流,实现太阳能到电能的转换。5. 太阳能电池的光生伏效应是指光子激起电子从共价键中...
什么是太阳能电池?
一、太阳能电池的基本原理 太阳能电池的核心工作原理是光伏效应。当太阳能电池受到光照时,其中的光伏材料吸收光子能量,激发出电子和空穴对。这些电子和空穴在内置电场的作用下分离,形成电流。光伏材料一般是半导体材料,特殊的结构使得电子和空穴的流动形成电能。二、太阳能电池的种类和构成 太阳能电池主要...
太阳能电池的工作原理
原理:太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。光—热—电转换:光—热—电...
太阳能电池板工作原理?
太阳能电池板工作原理是利用光电效应将光能转化为电能。一、光电效应原理 当光子照射到太阳能电池板的硅片上,如果光子的能量足够,便能激发电子从原子中逸出,形成电流。这个过程中,光能就转化为了电能。二、PN结的形成 太阳能电池板中的核心部分是PN结。PN结是太阳能电池的基石,它是由P型半导体和N型...