太陽能電池的原理是什麼?它是如何進行工作的?

2020-12-03 我的煤炭網

  太陽能電池又稱為太陽能晶片或光電池,是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有迴路的情況下產生電流。在物理學上稱為太陽能光伏(Photovoltaic,縮寫為PV),簡稱光伏。太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。以光電效應工作的晶矽太陽能電池為主流,而以光化學效應工作的薄膜電池實施太陽能電池則還處於萌芽階段。 太陽能電池發電是根據愛因斯坦的光電效應而運用於日常生活。黑體(太陽)輻射出不同波長(頻率)的電磁波, 如紅、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於紅外線。但是並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於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,譬如晶體矽的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV,因此必須波長小於1100nm的光線才可以使晶體矽產生光電效應。 太陽電池發電是...

  太陽能電池的工作原理是什麼? 太陽能電池發電的原理主要是半導體的光電效應,一般的半導體主要結構如下: 圖中,正電荷表示矽原子,負電荷表示圍繞在矽原子旁邊的四個電子。 當矽晶體中摻入其他的雜質,如硼、磷等,當摻入硼時,矽晶體中就會存在著一個空穴,它的形成可 以參照下圖: 圖中,正電荷表示矽原子,負電荷表示圍繞在矽原子旁邊的四個電子。而黃色的表示摻入的硼原子,因為硼原子周圍只有3個電子,所以就會產生入圖所示的藍色的空穴,這個空穴因為沒有電子而變得很不穩定,容易吸收電子而中和,形成N型半導體。(如左上圖) 同樣,摻入磷原子以後,因為磷原子有五個電子,所以就會有一個電子變得非常活躍,形成P型半導體。(如左下圖)黃色的為磷原子核,紅色的為多餘的電子。 N型半導體中含有較多的空穴,而P型半導體中含有較多的電子,這樣,當P型和N型半導體結合在一起時,就會在接觸面形成電勢差,這就是PN結。(如下圖) 當晶片受光後,PN結中,N型半導體的空穴往P型區移動,而P型區中的電子往N型區移動,從而形成從N型區到P型區的電流。然後在PN結中形成電勢差,這就形成了電源。(如下面的兩個圖所示) ...

  太陽能電池工作原理 在近20年中,您可能不斷聽到「太陽能革命」這一說法 -- 講的是有一天我們會全部使用從太陽獲得的免費電能。這是一個誘人的承諾:在天氣晴朗、陽光明媚的日子裡,太陽向地球表面輻射的能量約為1,000瓦每平方米,如果我們可以將這些能量全部收集起來,就可以輕鬆地為住宅和辦公室提供免費電力。 您可能見過使用太陽能電池的計算器-從不需要電池的計算器,有時這種計算器甚至沒有關閉按鈕。只要有足夠的光,這些計算器似乎就可以一直工作下去。您可能見過更大的太陽能電池板——在緊急交通標誌、公共電話亭、浮標甚至停車場中和電源指示燈上都能看到這樣的電池板。儘管這些大型面板不像太陽能計算器那樣常見,但它們確實存在,如果您知道相應的位置,便會很容易發現它們。太陽能電池還裝在人造衛星上,用來為其供電。 SunLine Transit Agency供圖 SunLine Transit Agency用太陽能板吸收能量來制氫。 在本文中,我們將研究太陽能電池,了解它們如何將太陽能直接轉換為電能。在閱讀過程中,您將了解到為什麼說太陽能離人們的日常生活越來越近,以及為什麼在這項技術具有成本效益之前我們還有許多研究工作要做。 將光子轉換為電子 計算器和人造衛星上使...

  帽子、窗戶、白紙、氣球,倘若它們都能發電,那會怎樣?美國麻省理工學院的科學家開發出一種超輕、超薄的柔性太陽能電池,能附著在許多物體之上。即便是「躺」在一個肥皂泡上也不會讓泡泡變形。該材料潛力巨大,對重量較為敏感的應用,如太空飛行器或高空探測氣球等有重要價值,有望為太陽能電池應用開創出許多全新領域。肥皂泡上的超薄太陽能電池麻省理工學院稱,這種太陽能電池主要由基底和塗層兩部分組成,厚度僅為2微米,相當於人類頭髮直徑的五十分之一,傳統太陽能電池的千分之一,極有可能是迄今為止最輕最薄的太陽能電池。負 ...

  太陽能電池 一般由p-n結組成,p-n結中的光能(光子)通過導致電子和空穴的重新組合而產生電流。由於p-n結的特性類似於二極體的特性,我們一般以如下圖中所示的電路作為光伏電池特性的一個簡化模型。 電流源IPH產生的電流和太陽能電池上的光量度成正比。在沒有負載連接的時候,幾乎所有產生的電流都流過二極體D,其正向電壓決定著太陽能電池的開電壓(VOC)。該電壓會因各種類型太陽能電池的特性不同而有所差異。但是,對於大多數矽太陽能電池而言,這一電壓都在0.5V到0.6V之間,這也是p-n結二極體的正嚮導通電壓。 實際太陽能電池的並聯電 ...

  太陽電池吸收太陽光就能產生一般電池的功能。但是和傳統的電池不一樣,傳統電池的輸出電壓和最大輸出功率是固定的,而太陽電池的輸出電壓、 電流,功率則是和光照條件及負載的工作點關。正因如此,要應用太陽電池 來產生電力,必須了解太陽電池的電流-電壓關係,及工作原理。 太陽光的頻譜照度: 太陽電池的能量來源是太陽光,因此入射太陽光的強度(intensity)與頻譜 (spectrum)就決定了太陽電池輸出的電流與電壓。我們知道,物體置放于于陽光下,其接受太陽光有二種形式,一為直接(direct)接受陽光,另一為經 ...

  了解石墨烯消息的人應該知道它的神奇之處,最近也一直有關於石墨烯的消息發布出來。 有消息稱,當矽或石墨烯表面受光照後,其內一些電子會激發到高能態,在幾飛秒(千萬億分之一秒)內快速完成一連串反應。而美國麻省理工學院(MIT)的科研人員找到一種新方法,能在光激發電子的前幾飛秒內操控石墨烯中的電子。這種超快電子控制技術能在高能電子互相碰撞之前改變它們的方向,最終有望研製出更高效的光伏裝置和能量採集設備。MIT的物理學副教授帕布羅·賈裡羅-海瑞羅和同事在以往實驗中曾設計過一個極 ...

  陽光是萬物生長生活所必需的因素之一,仿佛是取之不盡用之不竭的,因而太陽能也成為風能、水能之後最被大眾看好的「未來式」能源。之所以加上「未來式」前綴,是因為目前太陽能還處於初級發展階段。並且雖然太陽能資源優勢較多,但因為能源轉化能力較弱、對資源的利用程度不夠,致使國內太陽能產業一直呈過剩現象。太陽能的發展大概要追溯到19世紀中期,那時候運用蒸汽動力產生電能的相關發明讓人們意識到,熱能和電能之間是可以相互轉化的,而太陽能,則是產生熱能的最直接來源。發展到現在,民用市場中應用較多的大概還是太陽 ...

  黑矽(Black Silicon),即為納米尺寸的矽結構體,有望超越傳統的太陽能。當然,該預測並不是空穴來風,最近的一些新研究成果業也增強了說服力。阿爾託大學研究者已研發出新型黑矽太陽能電池,將太陽光轉化為可用能源的效率達到了驚人的22.1%。這比之前的太陽能電池最高效率還要高出4%。該項技術已經成熟,可以運用投放到市場中,取代現行的太陽能板。黑矽尤其適合收集低角度的太陽光,低角度太陽光多見於北部地區——自此,人們不必為了有效利用清潔能源而不得已居住在日照充足、空間寬裕的地方。最關鍵的是,黑矽價格會更便宜一些。一旦 ...

  分享小弟用第三代太陽能的心得。最近看了很多資料對第三代太陽能的介紹,諸多的評論都說到他的優勢,小弟於是購買了這種叫第三代的太陽能-砷化鎵太陽能模塊。想說,現在矽晶的一堆,做相同的東西又太沒有意思。想要開發一些新產品,做一些市場化的區隔,以為可以有什麼好的應用, 結果,買回來一試,要做商品化真的太麻煩了,還要用一種透鏡(菲涅爾透鏡)去做聚焦。在深圳市小區的花園裡,我量測的結果,還算ok,1片小小的5.5mm *6.5mm用了12公分*12公分的透鏡。是可以到達2W哪個人有什麼好的方法,難道就要用追日系統不可。。 ...

  廠家求購廢矽片、碎矽片、廢晶圓、IC藍膜片、頭尾料 大量收購單晶矽~多晶矽各種廢矽片,頭尾料,邊皮料,IC碎矽片,...

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