太陽(yáng)能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如:?jiǎn)尉Ч?,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。
當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。
太陽(yáng)能電池的基本特性
太陽(yáng)能電池的基本特性有太陽(yáng)能電池的極性、太陽(yáng)電池的性能參數(shù)、太陽(yáng)能電池的伏安特性三個(gè)基本特性。具體解釋如下
1、太陽(yáng)能電池的極性
硅太陽(yáng)能電池的一般制成P+/N型結(jié)構(gòu)或N+/P型結(jié)構(gòu),P+和N+,表示太陽(yáng)能電池正面光照層半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型;N和P,表示太陽(yáng)能電池背面襯底半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。太陽(yáng)能電池的電性能與制造電池所用半導(dǎo)體材料的特性有關(guān)。
2、太陽(yáng)電池的性能參數(shù)
太陽(yáng)電池的性能參數(shù)由開(kāi)路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽(yáng)能電池性能好壞的標(biāo)志。
3 太陽(yáng)能電池的伏安特性
P-N結(jié)太陽(yáng)能電池包含一個(gè)形成于表面的淺P-N結(jié)、一個(gè)條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個(gè)涵蓋整個(gè)背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當(dāng)電池暴露于太陽(yáng)光譜時(shí),能量小于禁帶寬度Eg的光子對(duì)電池輸出并無(wú)貢獻(xiàn)。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會(huì)對(duì)電池輸出貢獻(xiàn)能量Eg,大于Eg的能量則會(huì)以熱的形式消耗掉。因此,在太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中,必須考慮這部分熱量對(duì)電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。
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