【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。
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