技术常识

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太阳能蓄电池原理

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。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时,物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。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压,叫做光生电压。

当光照射到pn结上时,产生电子--空穴对,在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内部电场的吸引,电子流入n区,空穴流入p区,结果使n区储存了过剩的电子,p区有过剩的空穴。它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,还使p区带正电,N区带负电,在N区和P区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效应。

当把能量加到纯硅中时(比如以热的形式),它会导致几个电子脱离其共价键并离开原子。每有一个电子离开,就会留下一个空穴。然后,这些电子会在晶格周围四处游荡,寻找另一个空穴来安身。这些电子被称为自由载流子,它们可以运载电流。将纯硅与磷原子混合起来, 只需很少的能量即可使磷原子(最外层五个电子)的某个"多余"的电子逸出,当利用磷原子掺杂时,得到的硅被成为N型("n"表示负电),太阳能电池只有一部分是N型。另一部分硅掺杂的是硼,硼的最外电子层只有三个而不是四个电子,这样可得到P型硅。P型硅中没有自由电子


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