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太阳能电池的基本工作原理

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】: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,当具有适当能量的光子入射半导体PN 结时,光与构成半导体的材料相互作用,产生大量的电子-空穴对,在半导体内部PN 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 区存储了过剩的电子,P 区有过剩的空穴,它们在PN 结附近形成与势垒方向相反的光生电场,该电场除了抵消势垒电场的作用外,还

太阳能电池的基本工作原理

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,当具有适当能量的光子入射半导体PN 结时,光与构成半导体的材料相互作用,产生大量的电子-空穴对,在半导体内部PN 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 区存储了过剩的电子,P 区有过剩的空穴,它们在PN 结附近形成与势垒方向相反的光生电场,该电场除了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 区之间产生电势,正负电荷聚集于PN 结两端就形成电池,如外部用导线连接这两个电极,就有电荷流动产生电能。

众所周知,硅半导体材料具有光生伏特效应,一直以来硅基太阳能电池被用作空间飞行器的供电电源,近年来,碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池等新型电池相比于硅基半导体太阳能电池,具有合适的带宽值与带隙类型、高的光电转换效率、可易于制成薄膜和超薄型太阳能电池、耐高温性能好和易制成效率更高的多结叠层太阳能电池等优点,是未来太阳能电池的理想材料,其未来应用于空间太阳能电池具有非常广阔的应用前景,但其抗辐照性能也是空间运用需要考虑的重要因素。(www.xing528.com)

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