探析太阳能电池的基本工作原理及未来发展方向

 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源,不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中,大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。

 
探析太阳能电池的基本工作原理及未来发展方向
 
太阳能是一种辐射能,它必须借助予能量转换器才能变换成为电能。这个把太阳能(或其他光能)变换成电能的能量转换器,就叫做太阳能电池。
 
太阳能电池的基本工作原理
 
太阳能电池的工作原理基础是半导体p-n结的“光生伏打”效应。所谓光生伏打效应,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。
 
探析太阳能电池的基本工作原理及未来发展方向
 
当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,产生电子--空穴对,在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内部电场的吸引,电子流入n区,空穴流入p区,结果使n区储存了过剩的电子,p区有过剩的空穴。它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。
 
光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,还使p区带正电,n区带负电,在n区和p区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效应。 当把能量加到纯硅中时(比如以热的形式),它会导致几个电子脱离其共价键并离开原子。
 
每有一个电子离开,就会留下一个空穴。然后,这些电子会在晶格周围四处游荡,寻找另一个空穴来安身。这些电子被称为自由载流子,它们可以运载电流。
 
探析太阳能电池的基本工作原理及未来发展方向