太阳能电池的工作原理论文摘要

太阳能电池的工作原理论文摘要

问:太阳能电池的工作原理是什么?
  1. 答:2010年高等学校招生全国统一考试Ⅰ卷
问:太阳能电池的工作原理
  1. 答:1.首先搞清楚p-n结是什么东东?
    当p型和n型半导体材料结合时(p、n型材料不用解释了吧!),p型材料中的空穴流向n型一侧发生聚集,同时,n型材料中的电子流向p侧发生聚集,结果呢当然形成了由n指向p的电场(n-->P),这就是所谓的“内建势”。该内建势对电子和空穴的作用方向恰好与刚开始载流子的扩散方向相反,故而,最终载流子会达到动态平衡,谓之平衡时的P-N结。结区也谓之“耗尽区”。
    2.太阳电池原理?
    p-n结乃太阳电池之核心!当光照射到p-n结上时,在基区激发的电子和空穴扩散到耗尽区边界,【还记得上面提到的p-n结“内建势”吧!】在内建势的作用下,p区的电子被扫进n区,n区的空穴被扫进p区,于是使p端电势升高,n端电势降低,于是p-n结两端形成了光生电动势。同时,p-n结内部形成了自n区向p区的光生电流IL,也就是说:由光照产生了电流,也就是太阳电池的原理了!
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  2. 答:太阳能电池发电原理:
    太阳能电池是一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,现以晶体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。
    当光线照射太阳能电池表面时,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。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
    晶体硅太阳能电池的制作过程:
    “硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。20世纪末,我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤:a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。
    太阳能电池的应用:
    上世纪60年代,科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电,上世纪末,在人类不断自我反省的过程中,对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切,不仅在空间应用,在众多领域中也大显身手。如:太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵(饮水或灌溉)、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势
  3. 答:太阳能电池的工作原理:
    太阳能电池是一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,以晶体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。
    当光线照射太阳能电池表面时,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。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程
    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区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。
    光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,还使p区带正电,N区带负电,在N区和P区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效应。
    此时,如果将外电路短路,则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过,这个电流称作短路电流,另一方面,若将PN结两端开路,则由于电子和空穴分别流入N区和P区,使N区的费米能级比P区的费米能级高,在这两个费米能级之间就产生了电位差。可以测得这个值,并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置,因此,上述短路光电流和二极管的正向电流相等,并由此可以决定电位差的值。
  4. 答:太阳能工作原理:
    太阳能电池是一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,现以晶体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。 当光线照射太阳能电池表面时,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。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
问:太阳能电池的基本原理
  1. 答: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。
  2. 答: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。
  3. 答:1、光—热—电转换方式
    光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样,太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5——10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20——25亿美元,平均1千瓦的投资为2000——2500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
    2、光—电直接转换方式
    光—电直接转换方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
  4. 答:1、光—热—电转换方式
    光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样,太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5——10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20——25亿美元,平均1千瓦的投资为2000——2500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
    2、光—电直接转换方式
    光—电直接转换方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
    太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其他电源无法比拟的。
  5. 答: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。
  6. 答:太阳能是一种辐射能,它必须借助予能量转换器才能变换成为电能。这个把太阳能(或其他光能)变换成电能的能量转换器,就叫做太阳能电池。
    太阳能电池的工作原理基础是半导体p-n结的“光生伏打”效应。所谓光生伏打效应,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,研究得最多,并发明制造出了半导体太阳能电池。
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    可将半导体太阳能电池的发电过程概括成如下4点:
    (1)首先是收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。
    (2)太阳能电池吸收具有一定能量的光子,激发出非平衡载流子(光生载流子)一电子一空穴对。这些电子和空穴应有足够的寿命,在它们被分离之前不会复合消失。
    (3)这些电性符号相反的光生载流子在太阳能电池p-n结内建电场的作用下,电子一空穴对被分离,电子集中在一边,空穴集中在另一边,在p-n结两边产生异性电荷的积累,从而产生光生电动势,即光生电压。
    (4)在太阳能电池p-n结的两侧引出电极,并接上负载,则在外电路中即有光生电流通过,从而获得功率输出,这样太阳能电池就把太阳能(或其他光能)直接转换成了电能
  7. 答:太阳能电池的基本原理就是光电效应。光照射到太阳能板上时,太阳能板的原子核外电子温度升高,变成自由电子且能从高温处定向移动到温度低的地方,形成电流。
  8. 答:太阳能电池的基本原理可以到网上去搜索,而且会告诉你太阳能电池哪个品牌最好?
太阳能电池的工作原理论文摘要
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