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光伏电池片发电原理详细

2017年12月21日 14:26 次阅读

光伏发电的主要原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吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有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型结合在一起时,接触面就会形成电势差,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均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。

P型半导体的形成

如图,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子

光伏电池片发电原理详细

当硅晶体中掺入硼时(如下图),负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子,因为硼原子周围只有三个电子,所以就会产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稳定容易吸收电子而中和,形成P型半导体。

光伏电池片发电原理详细

N型半导体的形成

光伏电池片发电原理详细

如上图所示,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子 。

光伏电池片发电原理详细

掺入磷原子以后(如上图),因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成N型半导体。黄色代表掺入的磷原子,红色代表多出来的电子。

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