太陽能電池的原理

太陽能電池原理：

太陽能電池，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，又稱為“太陽能晶片”或“光電池”，它只要被滿足一定照度條件的光照度，瞬間就可輸出電壓及在有迴路的情況下產生電流。

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。以光伏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。

太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的效能引數、太陽能電環保電池的伏安特性三個基本特性。

1、太陽能電池的極性

矽太陽能電池的一般製成P+/N型結構或N+/P型結構，P+和N+，表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電型別;N和P，表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電型別。太陽能電池的電效能與製造電池所用半導體材料的特性有關。

2、太陽電池的效能引數

太陽電池的效能引數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些引數是衡量太陽能電池效能好壞的標誌。

3　太陽能電池的伏安特性

P-N結太陽能電池包含一個形成於表面的淺P-N結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露於太陽光譜時，能量小於禁頻寬度Eg的光子對電池輸出並無貢獻。能量大於禁頻寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg，小於Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設計和製造過程中，必須考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。

太陽電池是一種可以將能量轉換的光電元件，其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的。半導體最基本的材料是“矽”，它是不導電的，但如果在半導體中摻入不同的雜質，就可以做成P型與N型半導體，再利用P型半導體有個空穴(P型半導體少了一個帶負電荷的電子，可視為多了一個正電荷)，與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產生電流，所以當太陽光照射時，光能將矽原子中的電子激發出來，而產生電子和空穴的對流，這些電子和空穴均會受到內建電位的影響，分別被N型及P型半導體吸引，而聚集在兩端。此時外部如果用電極連線起來，形成一個迴路，這就是太陽電池發電的原理。