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太阳能电池发电道理是啥?

文章来源:太阳城真人,太阳城真人app    时间:2020-03-26
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  现在,太阳能电池越来越多的出现在人们的视野当中。只要有阳光一照射就能产生电流,简直不要太方便.那它的原理又是什么呢?今天就来和大家简单而又稍微深入的讲一讲现在最常见的晶硅太阳能电池的发电原理。

  这些黑乎乎还有点金属光泽的东西就是通过一些化学方法初步制得的多晶硅了。硅是半导体材料,也就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一定的能量的话呢,会摆脱束缚,成为自由电子,而原先那个电子存在的位置就成了一个空位,这个空位就是空穴了。大家都知道,电子是带负电的,那么空穴就相当于是一个带正电的载流子了。

  好了,知道了这些,接下来我们要说的就是P型硅和N型硅了。这个很简单,P型硅就是空穴是多数载流子,N型硅就是电子是多数载流子。啥?你说电子和空穴数量应该是一样的?嗯~如果硅的纯度是100%的话,它俩的数量当然是一样的,但是,如果我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?如果替换成最外层只有三个电子的元素呢?就像下面这样。

  然后呢,就是一种叫PN结的东西了,它并不是简单地把一块P型硅和一块N型硅拼起来就行的。一般是在一片P型硅的一个表面掺杂磷来形成一层N型硅,反过来也可以,这样在P型硅和N型硅交界的区域就形成了PN结。

  PN结的形成很简单,由于P型硅中自由空穴多,而N型硅中自由电子多,由于浓度差的关系,P型硅中的空穴会向N型硅中扩散,而N型硅中的电子也会向P型硅中扩散。这样,在P、N型硅交界的区域,就会形成一个电场,我们叫它内建电场,随着扩散的进行,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形成一个平衡,这样就得到了一个稳定的PN结。

  现在到了最后的部分了。PN结是怎么发电的呢?硅作为半导体,还有一个重要性质。那就是当有光照的时候,硅外层的电子会从光中得到能量,从而成为自由电子,并在原来的位置留下一个空穴,形成电子空穴对。如果这组电子空穴对在PN结内建电场的区域产生,在电场力的作用下,空穴会向P区移动,而电子则会向N区移动。这样PN结两端就会产生电势差,如果我们把PN结两端连上电极再接通,就产生了电流。

  好~以上就是太阳能电池的发电原理了,原理还是挺简单的,但是在生产过程中为了提高电池效率还有许多别的工艺要做,如果大家对其余的工艺有兴趣,或者有啥疑问,亦或者是有什么别的想知道原理的东西,都可以在评论区里留言,我会尽力解答。

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