光伏電池的工作原理,試述太陽能電池的工作原理

2022-07-24 20:37:35 字數 5197 閱讀 8197

1樓:華夏能源網

光伏發電是利用半導體介面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池元件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

光伏發電的主要具體原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。矽原子有4個外層電子,如果在純矽中摻入有5個外層電子的原子如磷原子,就成為n型半導體;若在純矽中摻入有3個外層電子的原子如硼原子,形成p型半導體。

當p型和n型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到p-n結後,空穴由p極區往n極區移動,電子由n極區向p極區移動,形成電流。

上面所說的光電效應就是光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子(光波)轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。

光伏電池資料《產能過剩的光伏電池,是否還是未來的朝陽產業?》

2樓:邢暖九翠梅

太陽電池能量轉換的基礎是結的光生伏特效應。當光照射到pn結上時,產生電子一空穴對,在半導體內部結附近生成的載流子沒有被複合而到達空間電荷區,受內建電場的吸引,電子流入n區,空穴流入p區,結果使n區儲存了過剩的電子,p區有過剩的空穴。它們在pn結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。

光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外,還使p區帶正電,n區帶負電,在n區和p區之間的薄層就產生電動勢,這就是光生伏特效應。此時,如果將外電路短路,則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過,這個電流稱作短路電流,另一方面,若將pn結兩端開路,則由於電子和空穴分別流入n區和p區,使n區的費米能級比p區的費米能級高,在這兩個費米能級之間就產生了電位差voc。可以測得這個值,並稱為開路電壓。

由於此時結處於正向偏置,因此,上述短路光電流和二極體的正向電流相等,並由此可以決定voc的值。

3樓:匿名使用者

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流,而以光化學效應原理工作的太陽能電池則還處於萌芽階段。太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴--電子對。

在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。[1]

實現過程:

房頂的太陽能板將陽光轉換為dc電流。

光伏電池及系統工作原理

不間斷電源(ups)將該dc能源轉換為ac 220v/50hz。

這個電能可以完全用於當地的裝置,也可以部分使用,剩餘的電能賣給公用事業機構,或全部賣出。

強烈建議應防止這一昂貴的設施遭受雷擊。

4樓:資默空覓

光照射時電子發生定向移動,在兩端產生電位差。載流子與截流子的相互運動產生。

試述太陽能電池的工作原理

5樓:養安彤

太陽能電池工作原理的基礎是半導體pn結的光生伏特效應。所謂光生伏打效應就是當物體受到光照時,物體內的電荷分佈狀態發生變化而產生電動勢和電流的一種效應。當太陽光或其他光照射半導體的pn結時,就會在pn結的兩邊出現電壓,叫做光生電壓。

原理簡介

:當光照射到pn結上時,產生電子--空穴對,在半導體內部p-n結附近生成的載流子沒有被複合而到達空間電荷區,受內部電場的吸引,電子流入n區,空穴流入p區,結果使n區儲存了過剩的電子,p區有過剩的空穴。它們在p-n結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。

光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外,還使p區帶正電,n區帶負電,在n區和p區之間的薄層就產生電動勢,這就是光生伏特效應。

當把能量加到純矽中時(比如以熱的形式),它會導致幾個電子脫離其共價鍵並離開原子。每有一個電子離開,就會留下一個空穴。然後,這些電子會在晶格周圍四處遊蕩,尋找另一個空穴來安身。

這些電子被稱為自由載流子,它們可以運載電流。將純矽與磷原子混合起來, 只需很少的能量即可使磷原子(最外層五個電子)的某個「多餘」的電子逸出,當利用磷原子摻雜時,得到的矽被成為n型(「n」表示負電),太陽能電池只有一部分是n型。另一部分矽摻雜的是硼,硼的最外電子層只有三個而不是四個電子,這樣可得到p型矽。

電池元件

太陽能電池元件構成及各部分功能——

1)鋼化玻璃其作用為保護髮電主體(如電池片),透光其選用是有要求的: 1.透光率必須高(一般91%以上);2.超白鋼化處理。

2)eva用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體(如電池片),透明eva材質的優劣直接影響到元件的壽命,暴露在空氣中的eva易老化發黃,從而影響元件的透光率,從而影響元件的發電質量除了eva本身的質量外,元件廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如eva膠連度不達標,eva與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠,都會引起eva提早老化,影響元件壽命。主要粘結封裝發電主體和背板。

3)電池片主要作用就是發電,發電主體市場上主流的是晶體矽太陽電池片、薄膜太陽能電池片,兩者各有優劣。晶體矽太陽能電池片,裝置成本相對較低,光電轉換效率也高,在室外陽光下發電比較適宜,但消耗及電池片成本很高;薄膜太陽能電池,消耗和電池成本很低,弱光效應非常好,在普通燈光下也能發電,但相對裝置成本較高,光電轉化效率相對晶體矽電池片一半多點,如計算器上的太陽能電池。

4)背板作用,密封、絕緣、防水(一般都用tpt、tpe等材質必須耐老化,大部分元件廠家都是質保25年,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問題,關鍵就在與背板和矽膠是否能達到要求。)

5)鋁合金保護層壓件,起一定的密封、支撐作用。

6)接線盒保護整個發電系統,起到電流中轉站的作用,如果元件短路接線盒自動斷開短路電池串,防止燒壞整個系統接,線盒中最關鍵的是二極體的選用,根據元件內電池片的型別不同,對應的二極體也不相同。

7)矽膠密封作用,用來密封元件與鋁合金邊框、元件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代矽膠,國內普遍使用矽膠,工藝簡單,方便,易操作,而且成本很低。

基本特性

太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的效能引數、太陽能電環保電池的伏安特性三個基本特性。具體解釋如下

1、太陽能電池的極性

矽太陽能電池的一般製成p+/n型結構或n+/p型結構,p+和n+,表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電型別;n和p,表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電型別。太陽能電池的電效能與製造電池所用半導體材料的特性有關。

2、太陽電池的效能引數

太陽電池的效能引數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些引數是衡量太陽能電池效能好壞的標誌。

3 太陽能電池的伏安特性

p-n結太陽能電池包含一個形成於表面的淺p-n結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露於太陽光譜時,能量小於禁頻寬度eg的光子對電池輸出並無貢獻。能量大於禁頻寬度eg的光子才會對電池輸出貢獻能量eg,小於eg的能量則會以熱的形式消耗掉。

因此,在太陽能電池的設計和製造過程中,必須考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。

6樓:媽咪說

什麼是半導體?n型p型有啥區別?太陽能電池原理(上)

7樓:山海孟姜

太陽能電池就是把光能轉化成電能。基本原理就是這樣的沒有其它的原理。

8樓:

這種太陽能的電池工作原理是對它的那種原理的那種結構,是有一定非常好的那種。呃,對比的,所以它這個原理方面是有很大的區別。

9樓:稱絲

師叔,他能電池的工作原理,太陽能電池的工作原理就是通過太陽能轉化成電能,然後去公公給別的裝置

10樓:數碼答疑

答:太陽能電池工作原理的是半導體pn結的光生伏特效應。光生伏特效應,當物體受到光照時,物體內的電荷分佈狀態發生變化而產生電動勢和電流。

11樓:

太陽能電池利用的是霍爾效應利用光照在矽板上使電子加速飛出形成電流

光伏工作原理

12樓:丹的葵奎

光伏發電是利用半導體介面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池元件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

太陽能光伏元件將直射太陽光轉化為直流電,光伏組掘春串通過直流匯流箱並聯接入直流配電櫃,匯流後接入逆變器直流輸入端,將直流電轉變為交流電,逆變器交流輸出端接入交流配櫻隱電櫃,經交流配電櫃直接併入使用者側。

國產晶體矽電池效率在10至13%左右(應該是14%至17%左右),國外同類產品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池 片組成的太陽能電池板稱為光伏元件。光伏發電產品主要用於三大方面:

一是為無電場合提供電源,主要為廣大無電地區居脊散廳民生活生產提供電力,還有微波中 繼電源、通訊電源等,另外,還包括一些移動電源和備用電源;二是太陽能日用電子產品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等;三是併網發電,這 在發達國家已經大面積推廣實施。我國併網發電還未起步,不過,2023年北京奧運會部分用電將會由太陽能發電和風力發電提供。

理論上講,光伏發電技術可以用於任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池(片),有單晶矽、多晶矽、非晶矽和薄膜電池等。其中,單晶和多晶電池用量最大,非晶電池用於一些小系統和計算器輔助電源等。

中國國產晶體矽電池效率在10至13%左右,國際上同類產品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池板稱為光伏元件。

13樓:匿名使用者

回答稍等哈

光伏發電是利用半導體介面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池元件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

光伏發電的優點是較少受地域限制,因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低汙染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設週期短的優點。

光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是併網發電,光伏發電系統主要由太陽能電池板(元件)、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構成,不涉及機械部件,所以,光伏發電裝置極為精煉,可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。理論上講,光伏發電技術可以用於任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。

太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池(片),有單晶矽、多晶矽、非晶矽和薄膜電池等。目前,單晶和多晶電池用量最大,非晶電池用於一些小系統和計算器輔助電源等。

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