太陽能發(fā)電的過程

一般的硅太陽電池結(jié)構(gòu)包括以摻雜少量硼原子的p型半導(dǎo)體作為基體材料，采用高溫?zé)釘U(kuò)散的方法，將濃度高于硼的磷摻入p型基體內(nèi)形成實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的P-N結(jié)、絲網(wǎng)印刷電極以輸出功率、等離子體化學(xué)氣相沉積的SiN減反射膜以減少光學(xué)損失及鈍化表面，以及同時(shí)作為電極和背面反射器的鋁背場(chǎng)。太陽電池結(jié)區(qū)是由帶正電的受主離子和帶負(fù)電的施主離子組成，因此在此正負(fù)離子所在區(qū)域內(nèi)，存在著一個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)，又稱為空間電荷區(qū)。當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體時(shí)，光子所提供的能量會(huì)在半導(dǎo)體中激發(fā)出電子-空穴對(duì)，既可以產(chǎn)生在P區(qū)，也可以產(chǎn)生在N區(qū)，其中一部分被復(fù)合掉，另一部分則到達(dá)P-N結(jié)的空間電荷區(qū)。電子與空穴受到內(nèi)建電場(chǎng)的影響，空穴沿電場(chǎng)方向移動(dòng)，電子向相反方向移動(dòng)，因此，光生載流子被內(nèi)建電場(chǎng)分離，在P區(qū)聚集非平衡的光生空穴，在N區(qū)聚集非平衡的光生電子，這使P區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，從而在P-N結(jié)的兩端產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，此過程被稱為光生伏打效應(yīng)或光電效應(yīng)。光生電動(dòng)勢(shì)的方向和內(nèi)建電場(chǎng)方向相反。
用導(dǎo)線將此太陽電池與負(fù)載連接，形成回路，負(fù)載電阻中就會(huì)有電流流過，這個(gè)電流稱工作電流，負(fù)載兩端的電壓稱為工作電壓，這樣負(fù)載上便獲得了電功率，實(shí)現(xiàn)了光能向電能的轉(zhuǎn)換，這就是太陽電池的工作原理。