【深入浅出】晶体硅电池发电原理

本文摘要:天天辩论光伏发电,你告诉太阳能电池发电的原理吗?本文分别用文字形式,讲解了晶硅太阳能电池的发电原理。归属于科普级别,十分通俗易懂。 太阳能电池发电原理 一、N型半导体与P型半导体 几乎洁净的、具备晶体结构的半导体,称作本征半导体,原子之间构成共价键,其结构如图1-3右图。 共价键中的两个电子,称作价电子。

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天天辩论光伏发电,你告诉太阳能电池发电的原理吗?本文分别用文字形式,讲解了晶硅太阳能电池的发电原理。归属于科普级别,十分通俗易懂。  太阳能电池发电原理  一、N型半导体与P型半导体  几乎洁净的、具备晶体结构的半导体,称作本征半导体,原子之间构成共价键,其结构如图1-3右图。

共价键中的两个电子,称作价电子。  图1:本征半导体结构图  价电子在取得一定能量(温度增高或不受光照)后,才可摆脱原子核的束缚,沦为自由电子(带上负电),同时共价键中留给一个空位,称作空穴(带上正电),如图1-4右图。自由电子和空穴都称作载流子,本征半导体中载流子数目很少,其导电性能很差。

图2:价电子不受唤起后构成自由电子和空穴  在本征半导体中含有微量的杂质(某种元素),构成杂质半导体,可使其导电性能大大强化。  含有五价磷元素代替硅原子,磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子构成共价键,多出的一个电子完全不不受束缚,更为更容易地沦为自由电子。因此,掺入后自由电子数目大量减少,自由电子导电沦为这种半导体的主要导电方式,称作N型半导体。  含有三价硼元素代替硅原子,硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子构成共价键的时候,不会产生一个空穴。

因此,掺入后空穴数目大量减少,空穴导电沦为这种半导体的主要导电方式,称作P型半导体。  无论N型或P型半导体都是中性的,对外不贞电性。

  图3-1a:N型半导体  图3-2b:P型半导体  N型半导体的电子是多子,空穴是少子;  P型半导体的空穴是多子,电子是少子。  二、PN结与光生伏特效应  PN结是由一个N型掺入区和一个P型掺入区密切认识所包含的。在一块原始的硅片上,用有所不同的掺入工艺使其一旁构成N型半导体,另一边构成P型半导体,两种半导体的交界面附近的区域为PN结。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面PN结。

  在太阳光照射PN结上时,PN结吸取光能唤起出有电子和空穴,在PN结中产生电压,称作光生伏特效应或全称光伏效应。


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