太阳能电池的工作原理是什么?

太阳能电池的工作原理是什么?~

2010年高等学校招生全国统一考试Ⅰ卷

【工作原理】
太阳能电池工作原理的基础，是半导体PN结的“光生伏特”效应。所谓光生伏特效应，简单地说，就是当物体受到光照时，其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。在气体、液体和固体中均可产生这种效应，但在固体尤其是在半导体中，光能转换为电能的效率特别高，因此半导体中的光电效应引起人们的格外关注，研究的最多，并发明制造出了半导体太阳能电池。
　　 当太阳光照射PN结时，在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子，相应地便产生了电子-空穴对，并在势垒电场的作用下，电子被驱向N型区，空穴被驱向P型区，从而使N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴;于是就在PN结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。光生电场的一部分抵消势垒电场，其余部分使P型区带正电、N型区带负电;于是就使得N区与P区之间的薄层产生的电动势，即“光生伏打”电动势。当接通外电路时，便有电能输出。
　　这就是PN结接触型硅太阳能电池发电的基本原理。若把几十个、几百个太阳能电池单体串联、并联起来封装成为太阳能电池组件，在太阳光的照射下，便可获得具有一定功率输出的电能。

【太阳能电池的分类】
太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式（以下表示为a-）两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。
按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形（a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等）、ⅢV族（GaAs,InP等）、ⅡⅥ族（Cds系）和磷化锌 (Zn 3 p 2 ）等。
太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是发展最成熟的，在应用中居主导地位。

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：

---

新邵县15256861148： 太阳能电池工作原理(物理学原理) - 搜狗百科？
资园复合： 太阳能电池的原理太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流.这就是光电效应太阳能电池的工作原理.太阳能发电方式太阳能发电有两种方式...

新邵县15256861148： 太阳能电池原理,详细点 - ？
资园复合： 太阳能电池发电原理: 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件.能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅, 非晶硅,砷化镓,硒铟铜等.它们的发电原理基本相同,现已晶体硅为例描述光发电过程. P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结. 当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率.这个过程的的实质是:光子能量转换成电能的过程.

新邵县15256861148： 太阳能电池的工作原理是什么 - ？
资园复合： 太阳照射电池表面,反射掉一部分光,吸收一部分光转换成热量,只有很少光子同组成半导体的价电子碰撞,产生电子--空穴对,转变为电能,所以,效率低.

新邵县15256861148： 太阳能电池的原理 - ？
资园复合： 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...

新邵县15256861148： 太阳能电池的工作原理 - ？
资园复合： 太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应.当光照射到pn结上时,产生电子一空穴对,在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内建电场的吸引,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...

新邵县15256861148： 太阳能电池是什么原理? - ？
资园复合： 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.以光电效应工作的菁膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的式太阳能电池则还处于萌芽阶段.太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴由-电子对.在p-n结电场...

新邵县15256861148： 太阳能原理是什么了?？
资园复合： 【光伏网 http://www.solarpvsources.cn/Chain/Chain61121557.html】太阳能是人类取之不尽用之不竭的能源,同时也是清洁能源,其本身不会产生任何环境污染.在太阳能的有效利用当中,大阳能光电转换利用是近些年来发展最快、最具活力的...