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揚州蘇中電力分析:太陽能電池的工作原理

揚州蘇中電力分析:太陽能電池的工作原理

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太陽能是一種輻射能,它必須借助予能量轉(zhuǎn)換器才能變換成為電能。這個把太陽能(或其他光能)變換成電能的能量轉(zhuǎn)換器,就叫做太陽能電池。

太陽能電池的工作原理基礎(chǔ)是半導(dǎo)體p-n結(jié)的“光生伏打”效應(yīng)。所謂光生伏打效應(yīng),簡單地說,就是當物體受到光照時,其體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(yīng)。在氣體、液體和固體中均可產(chǎn)生這種效應(yīng),但在固體尤其是在半導(dǎo)體中,光能轉(zhuǎn)換為電能的效率特別高。因此半導(dǎo)體中的光電效應(yīng)引起人們的格外關(guān)注,研究得*多,并發(fā)明制造出了半導(dǎo)體太陽能電池。

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可將半導(dǎo)體太陽能電池的發(fā)電過程概括成如下4點:

(1)首先是收集太陽光和其他光使之照射到太陽能電池表面上。

(2)太陽能電池吸收具有一定能量的光子,激發(fā)出非平衡載流子(光生載流子)一電子一空穴對。這些電子和空穴應(yīng)有足夠的壽命,在它們被分離之前不會復(fù)合消失。

(3)這些電性符號相反的光生載流子在太陽能電池p-n結(jié)內(nèi)建電場的作用下,電子一空穴對被分離,電子集中在一邊,空穴集中在另一邊,在p-n結(jié)兩邊產(chǎn)生異性電荷的積累,從而產(chǎn)生光生電動勢,即光生電壓。

(4)在太陽能電池p-n結(jié)的兩側(cè)引出電極,并接上負載,則在外電路中即有光生電流通過,從而獲得功率輸出,這樣太陽能電池就把太陽能(或其他光能)直接轉(zhuǎn)換成了電能。

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