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太陽能電池原理,太陽能電池是通過什么原理制造出來的

來源:整理 時間:2023-08-17 18:06:42 編輯:智能門戶 手機版

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1,太陽能電池是通過什么原理制造出來的

原理是當陽光照在太陽能板上的pn結上,太陽能兩端產生異電荷的積累,形成電動勢,產生電流,就是光生效應.電池片是用硅制造的,先用分選儀對電池片進行分類,然后用劃片機按規(guī)格進行劃片,再用焊帶對電池片進行串聯,用鋼化玻璃 eva pet 進行疊層,再用組件測試儀進測試,觀察其數據是否達標,進行層壓之后裝筐打硅膠

太陽能電池是通過什么原理制造出來的

2,太陽能電池的發(fā)電原理是什么

太陽能電池上有PN結,當有較強的光照射它時,會吸收光子,產生電子與空穴對。電子空穴對被內建的電場分離,在PN結兩端產生電勢。 這時用導線將PN結連起來,就可以形成電流了
太陽能電池板 太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統中的核心部分,也是太陽能發(fā)電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽能的輻射能力轉化為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。 太陽能電池板的工作原理:半導體p-n結的光生伏打效應。簡而言之,就是當物體受到光照時,物體內部的電荷分部狀態(tài)發(fā)生變化而產生的電動勢和電流的一種效應,當太陽光或者其他光照射到半導體p-n結時,就會在p-n結的兩邊出現電壓。
頂樓上

太陽能電池的發(fā)電原理是什么

3,太陽能電池板的發(fā)電原理是怎樣的

太陽電池是一種可以將能量轉換的光電元件,其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的。半導體最基本的材料是“硅”,它是不導電的,但如果在半導體中摻入不同的雜質,就可以做成P型與N型半導體,再利用P型半導體有個電洞,與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產生電流,所以當太陽光照射時,光能將硅原子中的電子激發(fā)出來,而產生電子和電洞的對流,這些電子和電洞均會受到內建電位的影響,分別被N型及P型半導體吸引,而聚集在兩端。此時外部如果用電極連接起來,形成一個回路,這就是太陽電池發(fā)電的原理。簡單的說,太陽光電的發(fā)電原理,是利用太陽電池吸收0.4μm~1.1μm波長(針對硅晶)的太陽光,將光能直接轉變成電能輸出的一種發(fā)電方式。由于太陽電池產生的電是直流電,因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器,換成交流電,才能供電至家庭用電或工業(yè)用電。
里面有硅晶片
通過某些金屬的性質,由光能轉變成電能!
主要是里面有一個光電轉換 再給電池充電

太陽能電池板的發(fā)電原理是怎樣的

4,請問太陽能的原理

太陽能電池的原理 太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區(qū)流向p區(qū),電子由p區(qū)流向n區(qū),接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。 一、太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。 (1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,目前只能小規(guī)模地應用于特殊的場合,而大規(guī)模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。 (2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點.太陽能電池壽命長,只要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比,太陽能電池不會引起環(huán)境污染;太陽能電池可以大中小并舉,大到百萬千瓦的中型電站,小到只供一戶用的太陽能電池組,這是其它電源無法比擬的
太陽能熱水器工作原理 A.真空管式太陽能熱水器工作原理:真空管吸熱-微循環(huán)-保溫水箱-測控制系統-用戶。 真空管式太陽能熱水器,利用真空管集熱,最大限度的實現光熱轉換,經微循環(huán)把熱水傳送到保溫水箱里,通過專用管路至用戶??刂葡到y把自來水通過控制閥,控制儀等送至太陽能以達到自動化控制。輔助電加熱安置在水箱里,已備陰、雨、雪天使用,節(jié)電90%。并自動化運行。 性能特點及技術參數 ⑴集熱元件-真空管技術參數規(guī)格: 1200mm×47mm 1500 mm×47mm。 目前集熱效果的最好的是AL---N/AL真空濺射選擇性鍍膜,本產品采用1.2、1.5m利用該涂層的玻璃真空管,其吸收率 ≥0.93紅外發(fā)射率ε≤0.6,平均熱損Uct0.9W/㎡℃真空度P≤5×10ˉ3pa采用性能相當于美國的高硼硅3.3特硬玻璃制造。 ⑵.保溫材料性能特點及技術參數: 保溫材料的好壞直接關系著熱效率和晚間清晨的使用,在寒冷的東北尤其重要。目前較好的保溫方式是進口聚氨脂保溫,若配料、工藝、環(huán)境、溫度不適,也會造成發(fā)泡不均或泡孔過大、工質緩慢漏失保溫性逐漸下降的后果,這就需要廠家有專門的發(fā)泡機械、標準化模具和較高的工藝技術水平。另外,我們不僅要了解產品用材工藝、還要看廠家的機械設備、模具等有機成本的高低、質量監(jiān)測的水準。產品質量直接關系消費者的利益。 聚氨酯保溫層厚度:70mm閉孔率:65.69%導熱系數:19.83mw/m.k,并經過高溫熟化處理。 ⑶水箱內膽與支架 水箱內是儲存熱水的重要部分,其用材料強度和耐腐蝕性至關重要,優(yōu)質的選材應是進口SUS304板材,厚度在0。6mm--0。8mm之間不銹鋼板,氬氣保護,高頻自動焊接,提高鋼板在各種水質或各種環(huán)境耐腐蝕性能,是比較先進的焊接工藝、支架材料全部采用不銹鋼(SUS304),外觀美觀、強度高、整體采用螺栓連接,支架、整機剛性強,而且利于運輸安裝,抗腐能力強。 B.熱管承壓式太陽能熱水器工作原理:真空管吸熱-熱管傳導熱-保溫水箱-控制系統-用戶。(價格較高)熱管承壓式太陽能熱水器,利用真空管集熱,內置¤ 型翅片,把高溫環(huán)境中的熱量傳給熱管、熱管迅速將熱量傳入水箱,特別在多云,輻射強度低的情況下,啟動傳熱快。經連續(xù)測試,熱管式太陽能熱水器,日平均熱效率高達56%。 傳熱元件-熱管技術參數規(guī)格:φ8×1520 ⑴.國內熱管生產廠很多,我們對國內所有熱管進行檢測,按GB/T14812-1993、GB/14813---1993對熱管性能和熱管壽命進行實驗檢測,大多有機熱管在一、兩年后,傳熱效率明顯下降,最后選定無機分子熱管(美國-MACBLE公司專利技術),通過美國思坦福研究院(SRI)長期系統測試,證明其具有卓越的傳熱性能。傳熱不需工質相變,靠分子熱運動、傳熱快、傳熱效率高。 ⑵.承壓能力高 熱管式太陽能熱水器水箱,采用2MM厚鋼板,弧型封頭,CO 2自動焊接,承壓能力0.6MPa,密封工作壓力高達1.2Mpa。選用國際先進化學鍍鎳技術,表面噴涂達到國際先進水平。集熱器可承受自來水的壓力(試驗壓力最高可達1.2MPa)。尺寸符合TB311-74規(guī)定, ⑶.抗凍、承載能力強 熱管式太陽能熱水器采用熱管傳熱技術,集熱管內無水,不會因高寒地區(qū)氣溫過低而凍破集熱管,從而影響使用。而且因管中無水,若一支熱管破損,不會影響整機工作,這樣熱水器使用范圍更廣。支架材料全部采用不銹鋼(SUS304),外觀美觀、強度高、整體采用螺栓連接,支架、整機剛性強而且利于運輸安裝,抗腐能力強。

5,太陽能工作原理

太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區(qū)流向p區(qū),電子由p區(qū)流向n區(qū),接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。 一、太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。 (1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,目前只能小規(guī)模地應用于特殊的場合,而大規(guī)模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。 (2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點.太陽能電池壽命長,只要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比,太陽能電池不會引起環(huán)境污染;太陽能電池可以大中小并舉,大到百萬千瓦的中型電站,小到只供一戶用的太陽能電池組,這是其它電源無法比擬的 電池板原料:玻璃,EVA,電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼支架、蓄電池等 太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能,將水從低溫度加熱到高溫度,以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及相關附件組成,把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管。集熱器受陽光照射面溫度高,集熱管背陽面溫度低,而管內水便產生溫差反應,利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產生微循環(huán)而達到所需熱水。太陽能電池板和太陽能熱水器工作原理相差較遠,唯一相同的是都吸收太陽能
太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區(qū)流向p區(qū),電子由p區(qū)流向n區(qū),接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。 一、太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。 (1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍.一座1000mw的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kw的投資為2000~2500美元。因此,目前只能小規(guī)模地應用于特殊的場合,而大規(guī)模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。 (2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點.太陽能電池壽命長,只要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比,太陽能電池不會引起環(huán)境污染;太陽能電池可以大中小并舉,大到百萬千瓦的中型電站,小到只供一戶用的太陽能電池組,這是其它電源無法比擬的 電池板原料:玻璃,eva,電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼支架、蓄電池等 太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能,將水從低溫度加熱到高溫度,以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及相關附件組成,把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管。集熱器受陽光照射面溫度高,集熱管背陽面溫度低,而管內水便產生溫差反應,利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產生微循環(huán)而達到所需熱水。 太陽能電池板和太陽能熱水器工作原理相差較遠,唯一相同的是都吸收太陽能 簡單的材料太陽能熱水器工作原理 :真空管集熱器是在玻璃壁與吸熱體之間抽成一定的真空度,以抑制空氣的對流和傳導熱損。吸熱體表面鍍上一種特殊的涂層代替黑色的吸熱板,還可抑制吸熱體的輻射熱損。因此,真空管集熱器具有比普通平板型集熱器更優(yōu)良的熱性能。在高溫和低溫環(huán)境下均有較高的集熱效率。真空管集熱器按其材料結構可分為全玻璃型和金屬吸熱體型兩大類。其中全玻璃真空太陽能集熱管具有透過率和吸收率高、熱反射率低、對流熱損小以及全年使用時間長等優(yōu)良特性,同時制造工藝簡便,技術成熟可靠,成本較低,全玻璃真空管熱水器的使用日益廣泛。
太陽能電池發(fā)電原理: 太陽電池是一種對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶硅,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,現已晶體硅為例描述光發(fā)電過程。 P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。 當光線照射太陽電池表面時,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結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的的實質是:光子能量轉換成電能的過程。 晶體硅太陽電池的制作過程: "硅"是我們這個星球上儲藏最豐富的材料之一。自從上個世紀科學家們發(fā)現了晶體硅的半導體特性后,它幾乎改變了一切,甚至人類的思維,20世紀末,我們的生活中處處可見"硅"的身影和作用,晶體硅太陽電池是近15年來形成產業(yè)化最快的。生產過程大致可分為五個步驟:a)提純過程 b)拉棒過程 c)切片過程 d)制電池過程 e)封裝過程. 太陽電池的應用: 上世紀60年代,科學家們就已經將太陽電池應用于空間技術-----通信衛(wèi)星供電,上世紀末,在人類不斷自我反省的過程中,對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切,不僅在空間應用,在眾多領域中也大顯身手。如:太陽能庭院燈,太陽能發(fā)電戶用系統,村寨供電的獨立系統,光伏水泵(飲水或灌溉),通信電源,石油輸油管道陰極保護,光纜通信泵站電源,海水淡化系統,城鎮(zhèn)中路標、高速公路路標等。在世紀之交前后期間,歐美等先進國家光伏發(fā)電并入城市用電系統及邊遠地區(qū)自然村落供電系統納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統的結合已經形成產業(yè)化趨勢。 太陽電池基本性質: a) 光電轉換效率η%:評估太陽電池好壞的重要因素。 目前:實驗室η≈24%,產業(yè)化:η≈15%。 b)單體電池電壓V:0.4V---0.6V 由材料物理特性決定。 c)填充因子FF%:評估太陽電池負載能力的重要因素。其中:Isc--短路電流, Voc--開路電壓, Im--最佳工作電流, Vm--最佳工作電壓; d)標準光強與環(huán)境溫度 地面:AM1.5光譜,1000W/m2,t=25℃; e)溫度對電池性質的影響 。 例如:在標準狀況下,AM1.5光強, t=25℃ 某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時,則電池板輸出功率就不到100Wp. 太陽能"光—電轉換": 一束光照在半導體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不同。由于金屬中自由電子如此之多,以致光引起的導電性能的變化完全可忽略。絕緣體在很高溫度下仍未能激發(fā)出更多的電子參加導電。而導電性能介于金屬和絕緣體之間的半導體對體內電子的束縛力遠小于絕緣體,可見光的光子能量就可以把它從束縛激發(fā)到自由導電狀態(tài),這就是半導體的光電效應。當半導體內局部區(qū)域存在電場時,光生載流子將會積累,和沒有電場時有很大區(qū)別,電場的兩側由于電荷積累將產生光電電壓,這就是光生伏特效應,簡稱光伏效應。太陽電池就是利用這種效應制成的。 當太陽光照射到半導體上時,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半導體吸收或透過。被吸收的光,當然有一些變成熱,另一些光子則同組成半導體的原子價電子碰撞,于是產生電子—空穴對。這樣,光能就以產生電子—空穴對的形式轉變?yōu)殡娔?、如果半導體內存在P—n結,則在P型和n型交界面兩邊形成勢壘電場,能將電子驅向n區(qū),空穴驅向P區(qū),從而使得n區(qū)有過剩的電子,P區(qū)有過剩的空穴,在P—n結附近形成與勢壘電場方向相反光的生電場。光生電場的一部分除抵銷勢壘電場外,還使P型層帶正電,n型層帶負電,在n區(qū)與p區(qū)之間的薄層產生所謂光生伏打電動勢。若分別在P型層和n型層焊上金屬引線,接通負載,則外電路便有電流通過。如此形成的一個個電池元件,把它們串聯、并聯起來,就能產生一定的電壓和電流,輸出功率。 制造太陽電池的半導體材料已知的有十幾種,因此太陽電池的種類也很多。目前,技術最成熟,并具有商業(yè)價值的太陽電池要算硅太陽電池。所以,將入射太陽光能轉換成電能的半導體器件稱為太陽能電池。它一般由兩種不同導電類型的同質或異質半導體構成。目前,在空間或地面獲得應用的只有硅電池,研究得比較成熟的還有砷化鎵電池、硫化鎘電池。硅太陽能電池是1954年由美國皮爾遜等人首次制成,1958年首次應用在“先鋒1號”衛(wèi)星上。1958年,我國亦開始研究太陽能電池,在1971年3月發(fā)射的科學實驗衛(wèi)星上首次應用,隨著硅電池制造成本的逐年降低和技術的日益成熟,太陽能電池必將獲得更廣泛的應用。

6,太陽能電池的工作原理

原理:太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結內建電場的作用下,光生空穴流向p區(qū),光生電子流向n區(qū),接通電路后就產生電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能發(fā)電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。光—熱—電轉換:光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,只能小規(guī)模地應用于特殊的場合,而大規(guī)模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。光—電直接轉換:太陽能電池發(fā)電是根據特定材料的光電性質制成的。黑體(如太陽)輻射出不同波長(對應于不同頻率)的電磁波, 如紅外線、紫外線、可見光等等。當這些射線照射在不同導體或半導體上,光子與導體或半導體中的自由電子作用產生電流。射線的波長越短,頻率越高,所具有的能量就越高,例如紫外線所具有的能量要遠遠高于紅外線。但是并非所有波長的射線的能量都能轉化為電能,值得注意的是光電效應于射線的強度大小無關,只有頻率達到或超越可產生光電效應的閾值時,電流才能產生。能夠使半導體產生光電效應的光的最大波長同該半導體的禁帶寬度相關,譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV,因此必須波長小于1100nm的光線才可以使晶體硅產生光電效應。太陽電池發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式,發(fā)電過程中不會產生二氧化碳等溫室氣體,不會對環(huán)境造成污染。按照制作材料分為硅基半導體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池等。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無定形硅薄膜電池等。對于太陽電池來說最重要的參數是轉換效率,在實驗室所研發(fā)的硅基太陽能電池中,單晶硅電池效率為25.0%,多晶硅電池效率為20.4%,CIGS薄膜電池效率達19.6%,CdTe薄膜電池效率達16.7%,非晶硅(無定形硅)薄膜電池的效率為10.1%太陽電池是一種可以將能量轉換的光電元件,其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的。半導體最基本的材料是“硅”,它是不導電的,但如果在半導體中摻入不同的雜質,就可以做成P型與N型半導體,再利用P型半導體有個空穴(P型半導體少了一個帶負電荷的電子,可視為多了一個正電荷)。與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產生電流,所以當太陽光照射時,光能將硅原子中的電子激發(fā)出來,而產生電子和空穴的對流,這些電子和空穴均會受到內建電位的影響,分別被N型及P型半導體吸引,而聚集在兩端。此時外部如果用電極連接起來,形成一個回路,這就是太陽電池發(fā)電的原理。簡單的說,太陽光電的發(fā)電原理,是利用太陽電池吸收0.4μm~1.1μm波長(針對硅晶)的太陽光,將光能直接轉變成電能輸出的一種發(fā)電方式。擴展資料:太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的性能參數、太陽能電環(huán)保電池的伏安特性三個基本特性。具體解釋如下1、太陽能電池的極性硅太陽能電池的一般制成P+/N型結構或N+/P型結構,P+和N+,表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電類型;N和P,表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電類型。太陽能電池的電性能與制造電池所用半導體材料的特性有關。2、太陽電池的性能參數太陽電池的性能參數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些參數是衡量太陽能電池性能好壞的標志。3 太陽能電池的伏安特性P-N結太陽能電池包含一個形成于表面的淺P-N結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽光譜時,能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg,小于Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此,在太陽能電池的設計和制造過程中,必須考慮這部分熱量對電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。參考資料:百度百科-----太陽能電池
太陽能電池的工作原理:太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶硅,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,以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。 當光線照射太陽能電池表面時,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結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程太陽電池能量轉換的基礎是結的光生伏特效應。當光照射到pn結上時,產生電子一空穴對,在半導體內部結附近生成的載流子沒有被復合而到達空間電荷區(qū),受內建電場的吸引,電子流入n區(qū),空穴流入p區(qū),結果使n區(qū)儲存了過剩的電子,p區(qū)有過剩的空穴。它們在pn結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外,還使p區(qū)帶正電,N區(qū)帶負電,在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產生電動勢,這就是光生伏特效應。此時,如果將外電路短路,則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過,這個電流稱作短路電流,另一方面,若將PN結兩端開路,則由于電子和空穴分別流入N區(qū)和P區(qū),使N區(qū)的費米能級比P區(qū)的費米能級高,在這兩個費米能級之間就產生了電位差。可以測得這個值,并稱為開路電壓。由于此時結處于正向偏置,因此,上述短路光電流和二極管的正向電流相等,并由此可以決定電位差的值。
光照射時電子發(fā)生定向移動,在兩端產生電位差。載流子與截流子的相互運動產生。
太陽能電池工作原理電池的構造 以前,從電的角度來看,我們所用的硅都是中性的。多余的電子被磷中多余的質子所中和。缺失電子(空穴)由硼中缺失質子所中和。當空穴和電子在N型硅和P型硅的交界處混合時,中性就被破壞了。所有自由電子會填充所有空穴嗎?不會。如果是這樣,那么整個準備工作就沒有什么意義了。不過,在交界處,它們確實會混合形成一道屏障,使得N側的電子越來越難以抵達P側。最終會達到平衡狀態(tài),這樣我們就有了一個將兩側分開的電場。光伏電池中的電場效應 這個電場相當于一個二極管,允許(甚至推動)電子從P側流向N側,而不是相反。它就像一座山——電子可以輕松地滑下山頭(到達N側),卻不能向上攀升(到達P側)。 這樣,我們就得到了一個作用相當于二極管的電場,其中的電子只能向一個方向運動。讓我們來看一下在太陽光照射電池時會發(fā)生什么。 當光以光子的形式撞擊太陽能電池時,其能量會使電子空穴對釋放出來。 每個攜帶足夠能量的光子通常會正好釋放一個電子,從而產生一個自由的空穴。如果這發(fā)生在離電場足夠近的位置,或者自由電子和自由空穴正好在它的影響范圍之內,則電場會將電子送到N側,將空穴送到P側。這會導致電中性進一步被破壞,如果我們提供一個外部電流通路,則電子會經過該通路,流向它們的原始側(P側),在那里與電場發(fā)送的空穴合并,并在流動的過程中做功。電子流動提供電流,電池的電場產生電壓。有了電流和電壓,我們就有了功率,它是二者的乘積。 光伏電池的工作原理 我們的光伏電池可以吸收多少太陽光的能量?遺憾的是,此處介紹的簡易電池對太陽光能量的吸收率至多為25%左右,通常的吸收率是15%或更低。為什么吸收率會這么低? 可見光只是電磁頻譜的一部分。電磁輻射不是單頻的——它由一系列不同波長(進而產生的一系列能級)組成。(有關電磁頻譜的詳細介紹,請參閱狹義相對論基本原理。) 光可分為不同波長,我們可以通過彩虹看出這一點。由于射到電池的光的光子能量范圍很廣,因此有些光子沒有足夠的能量來形成電子空穴對。它們只是穿過電池,就像電池是透明的一樣。但其他一些光子的能量卻很強。只有達到一定的能量 -- 單位為電子伏特(eV),由電池材料(對于晶體硅,約為1.1eV)決定——才能使電子逸出。我們將這個能量值稱為材料的帶隙能量。如果光子的能量比所需的能量多,則多余的能量會損失掉(除非光子的能量是所需能量的兩倍,并且可以創(chuàng)建多組電子空穴對,但這種效應并不重要)。僅這兩種效應就會造成電池中70%左右的輻射能損失。 為何我們不選擇一種帶隙很低的材料,以便利用更多的光子?遺憾的是,帶隙還決定了電場強度(電壓),如果帶隙過低,那么在增大電流(通過吸收更多電子)的同時,也會損失一定的電壓。請記住,功率是電壓和電流的乘積。最優(yōu)帶隙能量必須能平衡這兩種效應,對于由單一材料制成的電池,這個值約為1.4電子伏特。 我們還有其他能量損失。電子必須通過外部電路從電池的一側流到另一側。我們可以在電池底部鍍上一層金屬,以保證良好的導電性。但如果我們將電池頂部完全鍍上金屬,光子將無法穿過不透光導體,這樣就會喪失所有電流(在某些電池中,只有上表面而非所有位置使用了透明導體)。如果我們只在電池的兩側設置觸點,則電子需要經過很長一段距離(對于電子而言)才能抵達接觸點。要知道,硅是半導體,它傳輸電流的性能沒有金屬那么好。它的內部電阻(稱為串聯電阻)相當高,而高電阻意味著高損耗。為了最大限度地降低這些損耗,電池上覆有金屬接觸網,它可縮短電子移動的距離,同時只覆蓋電池表面的一小部分。即使是這樣,有些光子也會被網格阻止,網格不能太小,否則它自身的電阻就會過高。 在實際使用電池之前,還要執(zhí)行其他幾個步驟。硅是一種有光澤的材料,這意味著它的反射性能很好。被反射的光子不能被電池利用。出于這個原因,在電池頂部采用抗反射涂層,可將反射損失降低到5%以下。 最后一步是安裝玻璃蓋板,用來將電池與元件分開,以保護電池。光伏模塊由多塊電池(通常是36塊)串聯和并聯而成,以提供可用的電壓和電流等級,這些電池放在一個堅固的框架中,后部分別引出正極端子和負極端子,并用玻璃蓋板封上。 普通硅光伏電池的基本結構 單晶硅并非光伏電池中使用的唯一材料。電池材料中還采用了多晶硅,盡管這樣生產出來的電池不如單晶硅電池的效率高,但可以降低成本。此外,還采用了沒有晶體結構的非晶硅,這樣做同樣是為了降低成本。使用的其他材料還包括砷化鎵、硒化銦銅和碲化鎘。由于不同材料的帶隙不同,因此它們似乎針對不同的波長或不同能量的光子進行了“調諧”。一種提高效率的方法是使用兩層或者多層具有不同帶隙的不同材料。帶隙較高的材料放在表面,吸收較高能量的光子;而帶隙較低的材料放在下方,吸收較低能量的光子。這項技術可大大提高效率。這樣的電池稱為多接面電池,它們可以有多個電場。
文章TAG:太陽能電池原理太陽能電池是通過什么原理制造出來的

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