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【浅显易懂】晶体硅电池发电原理

作者:ag88环亚国际时间:2018-09-11 07:26浏览:

  【浅显易懂】晶体硅电池发电原理

  天天评论光伏发电,你知道太阳能电池发电的原理吗?本文分别用文字方法,介绍了晶硅太阳能电池的发电原理。归于科普等级,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

  彻底纯洁的、具有晶体结构的半导体,称为本征半导体,原子之间构成共价键,其结构如图1-3所示。共价键中的两个电子,称为价电子。

光伏

  图1:本征半导体结构图

  价电子在取得必定能量(温度升高或受光照)后,即可挣脱原子核的捆绑,成为自由电子(带负电),一起共价键中留下一个空位,称为空穴(带正电),如图1-4所示。自由电子和空穴都称为载流子,本征半导体中载流子数目很少,其导电功能很差。图2:价电子受激起后构成自由电子和空穴

光伏

  在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素),构成杂质半导体,可使其导电功能大大增强。

  掺入五价磷元素替代硅原子,磷原子外层的五个外层电子的其间四个与周围的半导体原子构成共价键,多出的一个电子简直不受捆绑,较为容易地成为自由电子。因而,掺杂后自由电子数目很多添加,自由电子导电成为这种半导体的首要导电方法,称为N型半导体。

  掺入三价硼元素替代硅原子,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分,会发生一个空穴。因而,掺杂后空穴数目很多添加,空穴导电成为这种半导体的首要导电方法,称为P型半导体。

  不管N型或P型半导体都是中性的,对外不显电性。

光伏

  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型掺杂区和一个P型掺杂区严密触摸所构成的。在一块完好的硅片上,用不同的掺杂工艺使其一边构成N型半导体,另一边构成P型半导体,两种半导体的交界面邻近的区域为PN结。太阳能电池的根本结构就是一个大面积平面PN结。

  在太阳光照射到PN结上时,PN结吸收光能激起出电子和空穴,在PN结中发生电压,称为光生伏特效应或简称光伏效应。

光伏

  图4:光伏发电原理

  

   晶体硅太阳能光伏发电

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