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光伏电池片发电道理具体
发布时间:2021-02-02 20:59浏览次数:

光伏发电的主要道理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部接收,电子接收的能量足够大,能降服金属内部引力做功,分开金属外貌逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,假如在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型团结在一起时,打仗面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。

光电效应就是光照使不匀称半导体或半导体与金属团结的差异部位之间发生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的进程;其次,是形成电压进程。

P型半导体的形成

如图,38坊,正电荷暗示硅原子,负电荷暗示环绕在硅原子旁边的四个电子

光伏电池片发电道理具体

当硅晶体中掺入硼时(如下图),负电荷暗示环绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的暗示掺入的硼原子,因为硼原子周围只有三个电子,所以就会发生入图所示的蓝色的空穴,这个空穴因为没有电子而变得很不不变容易接收电子而中和,形成P型半导体。

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N型半导体的形成

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如上图所示,正电荷暗示硅原子,负电荷暗示环绕在硅原子旁边的四个电子 。

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掺入磷原子今后(如上图),因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得很是活泼,形成N型半导体。黄色代表掺入的磷原子,赤色代表多出来的电子。

P-N结的形成

将一块P型半导体和N型半导体细密毗连在一起,这种细密毗连不能有偏差,是一种原子半径标准上的细密毗连。此时将在N型半导体和P型半导体的团结面上形成如下物理进程。值得留意的是太阳能电池片在现实傍边,是不可以或许实现P型和N型两种范例电池打仗而形成PN结的,因为没步伐做到分子级别拼接,实际出产进程中多为在P型硅的基本上单面扩散制得N型。

光伏电池片发电道理具体

图中兰色小圆为多子电子;赤色小圆为多子空穴。N型半导体中的多子电子的浓度远大于P型半导体中少子电子的浓度;P型半导体中多子空穴的浓度远大于N型半导体中少子空穴的浓度。于是在两种半导体的界面上会因载流子的浓度差产生了扩散举动,见上图。跟着扩散举动的举办,在界面N区的一侧,跟着电子向P区的扩散,杂质酿成正离子;在界面P区的一侧,跟着空穴向N区的扩散,杂质酿成负离子。杂质在晶格中是不能移动的,所以在N型和P型半导体界面的N型区一侧会形成正离子薄层;在P型区一侧会形成负离子薄层。这种离子薄层会形成一个电场,偏向是从N区指向P区,称为内电场,见下图。

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内电场的呈现及内电场的偏向会对扩散举动发生阻碍浸染,限制了扩散举动的进一步成长。在半导体中还存在少子,内电场的电场力会对少子发生浸染,促使少数载流子发生漂移举动。

我们称从N区指向P区的内电场为PN结,简朴的描写为:N型半导体中含有较多的空穴,而P型半导体中含有较多的电子,这样,当P型和N型半导体团结在一起时,就会在打仗面形成电势差,这就是PN结。

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电池组件受照射时,输出电功率与入射光功率之比称为电池组件的效率也称光电转换效率。

传统晶硅太阳能电池效率的理论极限为28.8%(此处不包括硅基复合其他质料太阳能电池)

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