首頁 > 專家說

請問太陽能電池板是怎樣將光能轉(zhuǎn)換成電能的...

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 08:08:45
熱度:

請問太陽能電池板是怎樣將光能轉(zhuǎn)換成電能的...【專家解說】:硅太陽能電池工作原理與結(jié)構(gòu) 太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效應,一般的半導體主要結(jié)構(gòu)如下: 圖中,正電荷表示硅原

【專家解說】:硅太陽能電池工作原理與結(jié)構(gòu) 太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效應,一般的半導體主要結(jié)構(gòu)如下:   圖中,正電荷表示硅原子,負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。 當硅晶體中摻入其他的雜質(zhì),如硼、磷等,當摻入硼時,硅晶體中就會存在著一個空穴,它的形成可以參照下圖:   圖中,正電荷表示硅原子,負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。而黃色的表示摻入的硼原子,因為硼原子周圍只有3個電子,所以就會產(chǎn)生入圖所示的藍色的空穴,這個空穴因為沒有電子而變得很不穩(wěn)定,容易吸收電子而中和,形成P(positive)型半導體。 同樣,摻入磷原子以后,因為磷原子有五個電子,所以就會有一個電子變得非?;钴S,形成N(negative)型半導體。黃色的為磷原子核,紅色的為多余的電子。如下圖。 P型半導體中含有較多的空穴,而N型半導體中含有較多的電子,這樣,當P型和N型半導體結(jié)合在一起時,就會在接觸面形成電勢差,這就是PN結(jié)。 當P型和N型半導體結(jié)合在一起時,在兩種半導體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層),界面的P型一側(cè)帶負電,N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導體多空穴,N型半導體多自由電子,出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會擴散到P區(qū),P區(qū)的空穴會擴散到N區(qū),一旦擴散就形成了一個由N指向P的“內(nèi)電場”,從而阻止擴散進行。達到平衡后,就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差,這就是PN結(jié)。 當晶片受光后,PN結(jié)中,N型半導體的空穴往P型區(qū)移動,而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動,從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差,這就形成了電源。(如下圖所示) 由于半導體不是電的良導體,電子在通過p-n結(jié)后如果在半導體中流動,電阻非常大,損耗也就非常大。但如果在上層全部涂上金屬,陽光就不能通過,電流就不能產(chǎn)生,因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋p-n結(jié)(如圖 梳狀電極),以增加入射光的面積。   另外硅表面非常光亮,會反射掉大量的太陽光,不能被電池利用。為此,科學家們給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的保護膜(如圖),實際工業(yè)生產(chǎn)基本都是用化學氣相沉積沉積一層氮化硅膜,厚度在1000埃左右。將反射損失減小到5%甚至更小。一個電池所能提供的電流和電壓畢竟有限,于是人們又將很多電池(通常是36個)并聯(lián)或串聯(lián)起來使用,形成太陽能光電板。 http://energy.cctv.com/20081118/110881.shtml