硅太陽(yáng)能電池原理

【專家解說(shuō)】：看一下光生伏打效應(yīng) 是指物體由于吸收光子而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，是當(dāng)物體受光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。嚴(yán)格來(lái)講，包括兩種類型：一類是發(fā)生在均勻半導(dǎo)體材料內(nèi)部；一類是發(fā)生在半導(dǎo)體的界面。雖然它們之間有一定相似的地方，但產(chǎn)生這兩個(gè)效應(yīng)的具體機(jī)制是不相同的。通常稱前一類為丹倍效應(yīng)[1]，而把光生伏打效應(yīng)的涵義只局限于后一類情形。 當(dāng)兩種不同材料所形成的結(jié)受到光輻照時(shí)，結(jié)上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。它的過(guò)程先是材料吸收光子的能量，產(chǎn)生數(shù)量相等的正、負(fù)電荷，隨后這些電荷分別遷移到結(jié)的兩側(cè)，形成偶電層。光生伏打效應(yīng)雖然不是瞬時(shí)產(chǎn)生的，但其響應(yīng)時(shí)間是相當(dāng)短的。 [編輯本段]發(fā)現(xiàn)者 1839年，法國(guó)物理學(xué)家A. E. 貝克勒爾意外地發(fā)現(xiàn)，用兩片金屬浸入溶液構(gòu)成的伏打電池，受到陽(yáng)光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的伏打電勢(shì)，他把這種現(xiàn)象稱為光生伏打效應(yīng)。1883年，有人在半導(dǎo)體硒和金屬接觸處發(fā)現(xiàn)了固體光伏效應(yīng)。后來(lái)就把能夠產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)的器件稱為光伏器件。 當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)。光生伏打效應(yīng)使得PN結(jié)兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓。使PN結(jié)短路，就會(huì)產(chǎn)生電流。 [編輯本段]光生伏打效應(yīng)應(yīng)用 當(dāng)前，光生伏打效應(yīng)主要是應(yīng)用在半導(dǎo)體的PN結(jié)上，把輻射能轉(zhuǎn)換成電能。大量研究集中在太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率上。理論預(yù)期的效率為24％。 由于半導(dǎo)體PN結(jié)器件在陽(yáng)光下的光電轉(zhuǎn)換效率最高，所以通常把這類光伏器件稱為太陽(yáng)能電池，也稱光電池或太陽(yáng)電池。