太阳能电池的工作原理是什么?

Question

如题所述

Answer 1

太阳能电池的工作原理：
当光照射到pn结上时，产生电子--空穴对，在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内部电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。

当把能量加到纯硅中时（比如以热的形式），它会导致几个电子脱离其共价键并离开原子。每有一个电子离开，就会留下一个空穴。然后，这些电子会在晶格周围四处游荡，寻找另一个空穴来安身。这些电子被称为自由载流子，它们可以运载电流。将纯硅与磷原子混合起来， 只需很少的能量即可使磷原子(最外层五个电子)的某个“多余”的电子逸出，当利用磷原子掺杂时，得到的硅被成为N型（“n”表示负电），太阳能电池只有一部分是N型。另一部分硅掺杂的是硼，硼的最外电子层只有三个而不是四个电子，这样可得到P型硅。
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏（Photovoltaic，缩写为PV），简称光伏。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
基本特性：
太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电环保电池的伏安特性三个基本特性。具体解释如下
1、太阳能电池的极性
硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构，P+和N+，表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;N和P，表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
2、太阳电池的性能参数
太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
3　太阳能电池的伏安特性
P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳光谱时，能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg，小于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。因此，在太阳能电池的设计和制造过程中，必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。

Answer 2

太阳能种辐射能必须借助于能量转换器才能转换电能种光能转换电能能量转换器太阳能电池
太阳能电池工作原理基础半导体PN结光伏打效应所谓光伏打效应物体受光照物体内电荷布状态发变化产电势电流种效应太阳光或其光照射半导体PN结PN结两边现电压叫做光电压种现象著名光伏打效应使PN结短路产电流
太阳能发电原理
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组输电源交流220V或
110V需要配置逆变器各部作用:
()太阳能电池板:太阳能电池板太阳能发电系统核部太阳能发电系统价值高部其作用太阳辐射能力转换电能或送往蓄电池存储起或推负载工作太阳能电池板质量本直接决定整系统质量本
(二)太阳能控制器:太阳能控制器作用控制整系统工作状态并蓄电池起充电保护、放电保护作用温差较合格控制器应具备温度补偿功能其附加功能光控关、控关都应控制器选项
(三)蓄电池:般铅酸电池微型系统用镍氢电池、镍镉电池或锂电池其作用光照太阳能电池板所发电能储存起需要候再释放
(四)逆变器:场合都需要提供220VAC、110VAC交流电源由于太阳能直接输般都12VDC、24VDC、48VDC能向220VAC电器提供电能需要太阳能发电系统所发直流电能转换交流电能需要使用DC-AC逆变器某些场合需要使用种电压负载要用DC-DC逆变器24VDC电能转换5VDC电能(注意简单降压)
太阳能发电系统设计需要考虑素:
Q1、
太阳能发电系统哪使用该光辐射情况何
Q2、
系统负载功率
Q3、
系统输电压少直流交流
Q4、
系统每需要工作少
Q5、
遇没光照射阴雨气系统需连续供电少
Q6、
负载情况纯电阻性、电容性电性启电流
Q7、
系统需求数量

Answer 3

太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。这种把光能转换成电能的能量转换器，就是太阳能电池。

　　太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。这种现象，就是著名的光生伏打效应。使PN结短路，就会产生电流。
太阳能发电原理

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：
（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。

太阳能发电系统的设计需要考虑如下因素：
Q1、 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？
Q2、 系统的负载功率多大？
Q3、 系统的输出电压是多少，直流还是交流？
Q4、 系统每天需要工作多少小时？
Q5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？
Q6、 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？
Q7、 系统需求的数量？本回答被网友采纳

Answer 4

2010年高等学校招生全国统一考试Ⅰ卷

Answer 5