硅太阳能电池原理 硅太阳能电池工作原理介绍


硅太阳能电池原理 硅太阳能电池工作原理介绍

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【硅太阳能电池原理 硅太阳能电池工作原理介绍】1、阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应,一般的半导体主要结构如下:硅材料是一种半导体材料,太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应 。当硅晶体中掺入其他的杂质,如硼(黑色或银灰色固体,熔点为2 300℃,沸点为3 658℃,密度为2.349/cm3,硬度仅次于金刚石,在室温下较稳定,可与氮、碳、硅作用,高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应,形成金属硼化物 。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高电导率和化学惰性的物质)、磷等,当掺入硼时,硼元素能够俘获电子,硅晶体中就会存在一个空穴,这个空穴因为没有电子而变得很不稳定,容易吸收电子而中和,它就成为空穴型半导体,称为P型半导体(在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体,掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N型半导体) 。
2、同样,掺入磷原子以后,因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成电子型半导体,称为N型半导体 。P型半导体中含有较多的空穴,而N型半导体中含有较多的电子,这样,当P型和N型半导体结合在一起时 。在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层,界面的P型一侧带负电,N型一侧带正电,出现了浓度差 。N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”,从而阻止扩散进行 。达到平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,从而形成PN结 。当晶片受光后,PN结中,N型半导体的空穴往P型区移动,而P型区中的电子往N型区移动,从而形成从N型区到P型区的电流 。然后在PN结中形成电势差,这就形成了电源 。
3、由于半导体不是电的良导体,电子在通过PN结后如果在半导体中流动,电阻非常大,损耗也就非常大 。但如果在上层全部涂上金属,阳光就不能通过,电流就不能产生,因此一般用金属网格覆盖PN结,以增加入射光的面积 。另外硅表面非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用 。
4、为此,科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜(减反射膜),实际工业生产基本都是用化学气相沉积一层氮化硅膜,厚度在1000A左右 。将反射损失减小到5%甚至更小 。或者采用制备绒面的方法,即用碱溶液(一般为NaOH溶液)对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面 。入射光在这种表面经过多次反射和折射,降低了光的反射,增加了光的吸收,提高了太阳电池的短路电流和转换效率 。一个电池所能提供的电流和电压毕竞有限,于是人们又将很多电池(通常是36个)并联或串联起来使用,形成太阳能光电板 。

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