文档介绍：浅析硅系太阳能电池的工作原理写在前面的话:我与物理我小时候总是对各种电子设备很好奇,也被电击过几次,不过我却没有得“恐电症”, 继续喜欢着各种电子设备。到中学时接触到了物理, 感觉里面就像一个万花筒, 非常的有趣, 然后自己就喜欢上了物理,特别是对于太阳能发电,特别是奇妙的 PN 结,以及空穴、自由电子等,自己更是对其拥有着浓厚的兴趣。下面就根据自己搜集的资料,写了一篇有关的小论文: 摘要:论文通过对光伏效应、半导体等相关物理知识的介绍, 结合原理图, 深入浅出地阐述硅系太阳能电池的基本工作原理。前言: 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生清洁能源。在太阳能的有效利用当中, 大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础, 其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应(光伏效应) ,根据所用制造材料的不同,太阳能电池可分为:硅系太阳能电池、薄膜电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池和纳米晶化学太阳能电池等, 这里主要讲的硅系太阳能电池。下面是一种硅系太阳能电池板的图示: 硅太阳能电池工作原理与结构太阳能电池发电的原理主要是半导体的光伏效应,一般的半导体主要结构如下: 图中, 正电荷表示硅原子, 负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。当硅晶体中掺入其他的杂质, 如硼、磷等, 当掺入硼时, 硅晶体中就会存在着一个空穴, 它的形成可以参照下图: 图中, 正电荷表示硅原子, 负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子, 因为硼原子周围只有 3 个电子, 所以就会产生入图所示的蓝色的空穴, 这个空穴因为没有电子而变得很不稳定,容易吸收电子而中和,形成 P( positive )型半导体。同样, 掺入磷原子以后,因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成 N ( negative )型半导体。黄色的为磷原子核,红色的为多余的电子。如下图: P 型半导体中含有较多的空穴,而N 型半导体中含有较多的电子, 这样,当P 型和 N 型半导体结合在一起时,就会在接触面形成电势差,这就是 PN 结。如下图: 当P 型和 N 型半导体结合在一起时, 在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层), 界面的 P 型一侧带负电, N 型一侧带正电。这是由于 P 型半导体多空穴, N 型半导体多自由电子,出现了浓度差。 N 区的电子会扩散到 P 区, P 区的空穴会扩散到 N 区,一旦扩散就形成了一个由 N 指向 P的“内电场”, 从而阻止扩散进行。达到平衡后, 就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,这就是 PN 结。当晶片受光后, PN 结中,N 型半导体的空穴往 P 区移动,而P 区中的电子往 N 区移动, 从而形成从 N 区到 P 区的电流。然后在 PN 结中形成电势差,这就形成了电源。如下图: 由于半导体不是电的良导体,电子在通过 P-N 结后如果在半导体中流动,电阻非常大