你知道太陽能電池發電的原理嗎?本文通過文字和視頻介紹了晶體硅太陽能電池的發電原理。屬于科普水平,很好理解。
首先,我們來看一個視頻,向你解釋光伏發電的原理。
特別說明:這個視頻是國外的視頻,有些內容,比如光伏模塊的大小,單個電池的容量,每個模塊的電池數量,都和我們常見的情況不一樣。
太陽能電池發電原理。

1.n型半導體和p型半導體。
具有晶體結構的完全純半導體,稱為本征半導體,原子間形成共價鍵,其結構如圖1-3所示。共價鍵中的兩個電子叫做價電子。
圖1:本征半導體結構圖。
獲得一定的能量(升溫或光照)后,價電子可以脫離原子核成為自由電子(帶負電荷),同時在共價鍵中留下空位,稱為空穴(帶正電荷),如圖1-4所示。自由電子和空穴稱為載流子,本征半導體中的載流子數量很少,所以導電性很差。圖2:價電子被激發形成自由電子和空穴。
雜質半導體是通過在本征半導體中摻雜少量雜質(一些元素)而形成的,可以大大增強其導電性。
加入五價磷取代硅原子,磷原子外層的五個外層電子中有四個與周圍的半導體原子形成共價鍵,多出來的一個電子幾乎沒有束縛,很容易變成自由電子。因此,摻雜后自由電子的數量大大增加,自由電子導電成為這種半導體的主要導電方式,稱為N型半導體。
加入三價硼取代硅原子,當硼原子外層的三個外電子與周圍的半導體原子形成共價鍵時,就會產生“空穴”。因此,摻雜后空穴的數量大大增加,空穴導電成為這種半導體的主要導電方式,稱為P型半導體。
N型和P型半導體都是中性的,不向外界顯示電。
圖3-1a:N型半導體圖3-2b:P型半導體。
N型半導體的電子是多重態,空穴是少數載流子。
P型半導體的空穴是多重態,電子是少數載流子。
第二,“PN結”和“光伏效應”。
PN結由緊密接觸的n型摻雜區和p型摻雜區組成。在一個完整的硅片上,通過不同的摻雜工藝在一側形成N型半導體,在另一側形成P型半導體,兩種半導體界面附近的區域為PN結。太陽能電池的基本結構是大面積平面PN結。
陽光照射在PN結上,PN結吸收光能,激發電子和空穴,在PN結中產生電壓,簡稱“光伏效應”或“光伏效應”。
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