太陽能利用技術(shù)第二篇-在線瀏覽
2025-07-16 22:12本頁面
【正文】 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 聚光太陽電池 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 聚 光 太 陽 電 池 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 二 . 硅太陽電池的工作原理 ● 硅原子的外層 電子殼層中有 4個電子。電子帶負(fù)電；空穴帶正電。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 硅原子示意圖 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● 在硅晶體中每個原子有 4個相鄰原子，并和每一個相鄰原子共有 2個價電子，形成穩(wěn)定的 8電子殼層。被分離出來的電子是自由的傳導(dǎo)電子，它能自由移動并傳送電流。 ● 所以一個摻入 5價雜質(zhì)的 4價半導(dǎo)體，就成了電子導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體，也稱為 n型半導(dǎo)體。然而空穴的數(shù)目相對于電子的數(shù)目是極少的。而電子數(shù)目很多 ,稱為多數(shù)載流子。 ● 對于 p型半導(dǎo)體，空穴是多數(shù)載流子，而電子為少數(shù)載流子。在 pn 結(jié)兩邊，由于在 p型區(qū)內(nèi)，空穴很多，電子很少；而在 n型區(qū)內(nèi)，則電子很多，空穴很少。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● 在靠近交界面附近的 p區(qū)中，空穴要由濃度大的 p區(qū)向濃度小的 n區(qū)擴(kuò)散，并與那里的電子復(fù)合，從而使那里出現(xiàn)一批帶正電荷的攙入雜質(zhì)的離子。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● 同樣在靠近交界面附近的 n區(qū)中，電子要由濃度大的 n區(qū)向濃度小的 p區(qū)擴(kuò)散，而電子則由濃度大的 n區(qū)要向濃度小的 p區(qū)擴(kuò)散，并與那里的空穴復(fù)合，從而使那里出現(xiàn)一批帶負(fù)電荷的攙入雜質(zhì)的離子。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● 于是，擴(kuò)散的結(jié)果是在交界面的兩邊形成一邊帶正電荷而另一邊帶負(fù)電荷的一層很薄的區(qū)域，稱為 空間電荷區(qū) 。在 pn 結(jié)內(nèi)，由于兩邊分別積聚了負(fù)電荷和正電荷，會產(chǎn)生一個由正電荷指向負(fù)電荷的電場，因此在 pn 結(jié)內(nèi)，存在一個由 n區(qū)指向 p區(qū)的電場，稱為 內(nèi)建電場 （或稱 勢壘電場 )。這樣形成的電子 空穴對由于熱運(yùn)動，向各個方向遷移。在空間電荷區(qū)邊界處總的載流子濃度近似為 0。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● p區(qū)中的光生電子也會向 pn 結(jié)邊界擴(kuò)散，并在到達(dá) pn 結(jié)邊界后，同樣由于受到內(nèi)建電場的作用而在電場力作用下作漂移運(yùn)動，進(jìn)入 n區(qū)，而光生空穴（多數(shù)載流子）則被留在 p區(qū)。這個電場除了一部分抵消內(nèi)建電場以外，還使 p型層帶正電， n型層帶負(fù)電，因此產(chǎn)生了光生電動勢。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● 如果使太陽電池開路，即負(fù)載電阻， RL =∞ ，則被 pn 結(jié)分開的全部過剩載流子就會積累在 pn 結(jié)附近，于是產(chǎn)生了等于開路電壓 VOC的最大光生電動勢。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 ● 如果把太陽電池接上負(fù)載 RL，則被結(jié)分開的過剩載流子中就有一部分把能量消耗于降低 pn 結(jié)勢壘，即用于建立工作電壓 Vm，而剩余部分的光生載流子則用來產(chǎn)生光生電流 Im。 ● 下圖為在 p型半導(dǎo)體材料上擴(kuò)散磷元素，形成 n+/p型結(jié)構(gòu)的太陽電池。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 三 . 太陽電池的結(jié)構(gòu) 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 四 . 太陽電池基本參數(shù) ? 光源輻照度： 1000W/m2 ； ? 測試溫度： 25177。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 M a t e r i a l s R e s e a r c h L a b o r a t o r i e s工業(yè)技術(shù)研究院工業(yè)材料研究所I n d u s t r ia l T e c h n o lo g y R e s e a r c h I n s titu t e何謂 A M 0 、 A M 1 、A M 1 .5 ？W a v e le n g th ( ? m)Spectral Irrad
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