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      圖解太陽能電池板的發電原理_光電效應_N型P型半導體

      作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2022-12-02

      太陽能電池板(Solar panel)是通過吸收太陽光,將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置,大部分太陽能電池板的主要材料為“硅”,但因制作成本較大,以至于它普遍地使用還有一定的局限。相對于普通電池和可循環充電電池來說,太陽能電池屬于更節能環保的綠色產品。下面小編給大家介紹一下“圖解太陽能電池板的發電原理”。

      一、圖解太陽能電池板的發電原理

      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。它們的發電原理基本相同,現以晶體硅為例描述光發電過程。 P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。

      p型和n型的單晶硅片的區別如下:

      N型是電子導電,P型是空穴導電。

      單晶硅中摻磷是N型,摻磷越多則自由電子越多,導電能力越強,電阻率就越低;

      單晶硅中摻硼為P型,摻硼越多則能置換硅產生的空穴也越多,導電能力越強,電阻率就越低。

      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,使電子發生了躍遷,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。這個過程是一種光電效應。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

      太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,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,與普通的火力發電一樣。太陽能光熱電站具有較高的效率,然而由于目前其產業化處于起始階段,目前投資較高。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,適用小規模特殊的場合,而大規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;與火力發電、核能發電相比,太陽能電池不會引起環境污染;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。

       

      Tags:半導體,光電效應,太陽能電池  
      責任編輯:admin
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