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太阳能光电能技术转换

发布时间:2016-05-20 发布者:admin 所属类别:公司新闻
    一束光照在半导体上和照在金属或绝缘体上效果截然不同。由于金属中自由电子如此之多,以致光引起的导电性能的变化完全可忽略。绝缘体在很高温度下仍未能激发出更多的电子参加导电。而导电性能介于金属和绝缘体之间的半导体对体内电子的束缚力远小于绝缘体,可见光的光子能量就可以把它从束缚激发到自由导电状态,这就是半导体的光电效应。当半导体内局部区域存在电场时,光生载流子将会积累,和没有电场时有很大区别,电场的两侧由于电荷积累将产生光电电压,这就是光生伏特效应,简称光伏效应。太阳电池就是利用这种效应制成的。     
    当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子—空穴对。这样,光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P—n结,则在P型和n型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向n区,空穴驱向P区,从而使得n区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P—n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外,还使P型层带正电,n型层带负电,在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件,把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率。       制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。     
     所以,将入射太阳光能转换成电能的半导体器件称为太阳能电池。它一般由两种不同导电类型的同质或异质半导体构成。目前,在空间或地面获得应用的只有硅电池,研究得比较成熟的还有砷化镓电池、硫化镉电池。硅太阳能电池是1954年由美国皮尔逊等人首次制成,1958年首次应用在“先锋1号”卫星上。1958年,我国亦开始研究太阳能电池,在1971年3月发射的科学实验卫星上首次应用,随着硅电池制造成本的逐年降低和技术的日益成熟,太阳能电池必将获得更广泛的应用。

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