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太阳能电池发电原理是啥?

2023-02-16 11:30:28

现在,太阳能电池越来越多的出现在人们的视野傍边。只需有阳光一照耀就能发生电流,几乎不要太方便.那它的原理又是什么呢?今日就来和咱们简略而又略微深化的讲一讲现在最常见的晶硅太阳能电池的发电原理。

那首要,仍是得先介绍一下晶硅太阳能电池的质料:硅。

这些黑乎乎还有点金属光泽的东西便是经过一些化学办法初步制得的多晶硅了。硅是半导体资料,也便是说它的导电性介于导体和绝缘体之间。与金属不同,硅的载流子除了电子之外,还有一种叫空穴的东西。

硅的原子最外层有四个电子有些电子从外界获得必定的能量的话呢,会脱节束缚,成为自在电子,而原先那个电子存在的方位就成了一个空位,这个空位便是空穴了。咱们都知道,电子是带负电的,那么空穴就相当所以一个带正电的载流子了。

好了,知道了这些,接下来咱们要说的便是P型硅和N型硅了。这个很简略,P型硅便是空穴是大都载流子,N型硅便是电子是大都载流子。啥?你说电子和空穴数量应该是相同的?嗯~假如硅的纯度是100%的话,它俩的数量当然是相同的,但是,假如咱们把硅单质中的一些硅替换成原子最外层有五个电子的元素呢?假如替换成最外层只要三个电子的元素呢?就像下面这样。

往硅里掺杂的最多的便是磷(+5价)和硼(+3价)这两种元素。

然后呢,便是一种叫PN结的东西了,它并不是简略地把一块P型硅和一块N型硅拼起来就行的。一般是在一片P型硅的一个外表掺杂磷来构成一层N型硅,反过来也可以,这样在P型硅和N型硅交界的区域就构成了PN结。

PN结的构成很简略,因为P型硅中自在空穴多,而N型硅中自在电子多,因为浓度差的关系,P型硅中的空穴会向N型硅中分散,而N型硅中的电子也会向P型硅中分散。这样,在P、N型硅交界的区域,就会构成一个电场,咱们叫它内建电场,跟着分散的进行,电场强度越来越大,而电场又会把空穴往P型硅的方向推。最终电场力和浓度差构成一个平衡,这样就得到了一个稳定的PN结。

现在到了最后的部分了。PN结是怎样发电的呢?硅作为半导体,还有一个重要性质。那便是当有光照的时候,硅外层的电子会从光中得到能量,然后成为自在电子,并在原来的方位留下一个空穴,构成电子空穴对。假如这组电子空穴对在PN结内建电场的区域发生,在电场力的效果下,空穴会向P区移动,而电子则会向N区移动。这样PN结两头就会发生电势差,假如咱们把PN结两头连上电极再接通,就发生了电流。

以上便是太阳能电池的发电原理了,原理仍是挺简略的,但是在出产过程中为了进步电池功率还有许多其他工艺要做,假如咱们对其余的工艺有兴趣,或许有啥疑问,亦或许是有什么其他想知道原理的东西,都可以在评论区里留言,我会尽力解答。

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