文档介绍：太阳电池的原理及结构
太阳能电池的原理及结构
太阳电池原理——光生伏特效应
半导体材料的本征光吸收：光照到半导体材料上时，价带中的电子吸收的能量大于禁带宽度，那么电子会由价带跃迁到导带，产生电子空穴对，称为本征吸收。——光电导现象
光吸收：光照射到物体上，有一部分会被物体吸收，如果入射光的能量为I0，则在距离物体表面x处的光的能量为：
本征吸收条件：
本征吸收限：
p-n结光生伏特效应:
P
N
EF
qV0
q(V0-V)
光生电流
正向电流
正向电流
输出电流
电流电压特性
等效电路：
R
上图分别是无光照和有光照时的光电池的伏安特性曲线
开路电压：
短路电流：
入射光子被吸收产生电子-空穴对 hγ＞ Eg
电子-空穴对在复合之前被分开 p-n结存在内建电场
分开的电子和空穴传输至负载 连接导线
从上面的分析可以看出，任何光伏组件如要成功运作，其必须具有以下三个条件：
表征太阳能电池的参数
I = IF-IL
由光电池的伏安特性曲线，可以得到描述太阳能电池的四个输出参数。
在p-n结开路情况下（R=∞），此时pn结两端的电压即为开路电压Voc。
这时，I=0，即：IL=IF。将I=0代入光电池的电流电压方程，得开路电压为：
如将pn结短路（V=0），因而IF=0，这时所得的电流为短路电流Isc。显然，短路电流等于光生电流，即：
在光电池的伏安特性曲线任一工作点上的输出功率等于该点所对应的矩形面积，其中只有一点是输出最大功率，称为最佳工作点，该点的电压和电流分别称为最佳工作电压Vop和最佳工作电流Iop。
填充因子定义为： FF =VopIop/VocIsc= Pmax/VocIsc
它表示了最大输出功率点所对应的矩形面积在Voc和Isc所组成的矩形面积中所占的百分比。特性好的太阳能电池就是能获得较大功率输出的太阳能电池，也就是Voc，Isc和FF乘积较大的电池。对于有合适效率的电池，-。