光生伏特效應簡稱為光伏效應,指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產生電位差的現象。
太陽能電池是一種近年發展起來的新型的電池。太陽能電池是利用光電轉換原理使太陽的輻射光透過半導體物質轉變為電能的一種器件,這種光電轉換過程通常叫做“光生伏打效應”,因此太陽能電池又稱為“光伏電池”,用於太陽能電池的半導體材料是一種介於導體和絕緣體之間的特殊物質,和任何物質的原子一樣,半導體的原子也是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成,半導體矽原子的外層有4個電子,按固定軌道圍繞原子核轉動。當受到外來能量的作用時,這些電子就會脫離軌道而成為自由電子,並在原來的位置上留下一個“空穴”,在純淨的矽晶體中,自由電子和空穴的數目是相等的。如果在矽晶體中摻入硼、鎵等元素,由於這些元素能夠俘獲電子,它就成了空穴型半導體,通常用符號P表示;如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素,它就成了電子型半導體,以符號N代表。若把這兩種半導體結合,交介面便形成一個P-N結。太陽能電池的奧妙就在這個“結”上,P-N結就像一堵牆,阻礙著電子和空穴的移動。當太陽能電池受到Sunny照射時,電子接受光能,向N型區移動,使N型區帶負電,同時空穴向P型區移動,使P型區帶正電。這樣,在P-N結兩端便產生了電動勢,也就是通常所說的電壓。這種現象就是上面所說的“光生伏打效應”。如果這時分別在P型層和N型層焊上金屬導線,接通負載,則外電路便有電流透過,如此形成的一個個電池元件,把它們串聯、並聯起來,就能產生一定的電壓和電流,輸出功率。製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,並具有商業價值的太陽電池要算矽太陽電池。
太陽能電池就是利用光伏效應將太陽能直接轉換為電能的一種裝置。常規太陽電池簡單裝置如左圖所示。當N型和P型兩種不同型號的半導體材料接觸後,由於擴散和漂移作用,在介面處形成由P型指向N型的內建電場。當光照在太陽電池的表面後,能量大於禁頻寬度的光子便激發出電子和空穴對,這些非平衡的少數載流子在內電場的作用下分離開,在電池的上下兩極累積,這樣電池便可以給外界負載提供電流。
光生伏特效應簡稱為光伏效應,指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產生電位差的現象。
太陽能電池是一種近年發展起來的新型的電池。太陽能電池是利用光電轉換原理使太陽的輻射光透過半導體物質轉變為電能的一種器件,這種光電轉換過程通常叫做“光生伏打效應”,因此太陽能電池又稱為“光伏電池”,用於太陽能電池的半導體材料是一種介於導體和絕緣體之間的特殊物質,和任何物質的原子一樣,半導體的原子也是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成,半導體矽原子的外層有4個電子,按固定軌道圍繞原子核轉動。當受到外來能量的作用時,這些電子就會脫離軌道而成為自由電子,並在原來的位置上留下一個“空穴”,在純淨的矽晶體中,自由電子和空穴的數目是相等的。如果在矽晶體中摻入硼、鎵等元素,由於這些元素能夠俘獲電子,它就成了空穴型半導體,通常用符號P表示;如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素,它就成了電子型半導體,以符號N代表。若把這兩種半導體結合,交介面便形成一個P-N結。太陽能電池的奧妙就在這個“結”上,P-N結就像一堵牆,阻礙著電子和空穴的移動。當太陽能電池受到Sunny照射時,電子接受光能,向N型區移動,使N型區帶負電,同時空穴向P型區移動,使P型區帶正電。這樣,在P-N結兩端便產生了電動勢,也就是通常所說的電壓。這種現象就是上面所說的“光生伏打效應”。如果這時分別在P型層和N型層焊上金屬導線,接通負載,則外電路便有電流透過,如此形成的一個個電池元件,把它們串聯、並聯起來,就能產生一定的電壓和電流,輸出功率。製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,並具有商業價值的太陽電池要算矽太陽電池。
太陽能電池就是利用光伏效應將太陽能直接轉換為電能的一種裝置。常規太陽電池簡單裝置如左圖所示。當N型和P型兩種不同型號的半導體材料接觸後,由於擴散和漂移作用,在介面處形成由P型指向N型的內建電場。當光照在太陽電池的表面後,能量大於禁頻寬度的光子便激發出電子和空穴對,這些非平衡的少數載流子在內電場的作用下分離開,在電池的上下兩極累積,這樣電池便可以給外界負載提供電流。