太陽能電池的工作原理

太陽能電池是一種有效吸收太陽輻射并將其轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，由于其利用各種潛在屏障的光伏效應(yīng)，也被稱為光伏電池。這些器件的核心是電子可釋放半導(dǎo)體。

最常用的半導(dǎo)體材料是硅。由于硅的地殼儲(chǔ)量豐富，可以說是取之不盡用之不竭。當(dāng)陽光照射在半導(dǎo)體表面時(shí)，半導(dǎo)體N區(qū)和P區(qū)原子的價(jià)電子被太陽光子激發(fā)，通過光照射獲得超出禁止帶寬的能量。因此，導(dǎo)帶在半導(dǎo)體材料中產(chǎn)生許多處于不平衡狀態(tài)的電子-空穴對。這些光激發(fā)的電子和空穴在半導(dǎo)體中自由碰撞或重新組合到平衡狀態(tài)。

復(fù)合工藝不顯示外部導(dǎo)電效果。它是太陽能電池能量自動(dòng)損失的一部分。光激發(fā)載流子中的少數(shù)載流子可以通過P-N結(jié)少數(shù)載流子拉力效應(yīng)向P-N結(jié)區(qū)移動(dòng)并漂移到相反區(qū)域，形成相反方向的P-N結(jié)勢壘光電場。

連接到外部電路后，即可獲得電源輸出。當(dāng)大量這樣的小型太陽能光伏電池以串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合形成光伏電池組件時(shí)，在太陽能的作用下輸出足夠大的電力。用于太陽能電池的半導(dǎo)體材料必須具有合適的禁帶寬度。

具有不同帶隙的半導(dǎo)體僅吸收部分太陽輻射能量以產(chǎn)生電子 - 空穴對。禁帶寬度越小，太陽光譜中可供吸收的部分就越大，同時(shí)，在太陽光譜峰值附近浪費(fèi)的能量會(huì)更大。可以看出，只有選擇具有合適禁帶寬度的半導(dǎo)體材料，才能更有效地利用太陽光譜。由于直接轉(zhuǎn)移半導(dǎo)體比間接轉(zhuǎn)移型具有更高的光吸收效率，因此應(yīng)該是直接轉(zhuǎn)移型半導(dǎo)體。

太陽能電池的一些奇特設(shè)計(jì)

1、電子節(jié)能電池

節(jié)能電池在太陽能電池面積（發(fā)電效率）和便攜性之間取得了完美的平衡。該產(chǎn)品看起來與通常的便攜式移動(dòng)電源沒有太大區(qū)別。它仍然具有柱狀形狀并通過USB端口輸出 - 但它內(nèi)置了柔性太陽能電池，在需要時(shí)，握住桿的背面，并且可以像卷軸一樣拉出太陽能電池以獲得最大的光面積，從而提高發(fā)電效率。在和平時(shí)期，你也可以把面板放起來，既方便又不被占用。

2、可折疊太陽能電池

在節(jié)能電池中，我們提到了一種可以卷起的柔性太陽能電池。那么，太陽能電池能不能卷起來呢？早在2009年，一位名叫弗雷德里克·克雷布斯（Frederik Krebs）的美國人就創(chuàng)造了一種可以卷曲或拉直的太陽能薄膜，其中甚至還附有超薄鋰電池和LED。在白天，您可以將其拉直并將其粘在墻上，它將能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來。晚上，您可以將其放在房子里作為房間照明。如果需要，也可以像手電筒一樣將其卷入管中。根據(jù)克雷布斯的設(shè)想，在這種太陽能LED薄膜的最終批量生產(chǎn)中，每片的成本將不到7美元。

3、太陽貓

SunCats是Knut Karlsen的設(shè)計(jì)。實(shí)際上，它更像是太陽能貼紙而不是太陽能電池，相當(dāng)于附著在普通可充電電池表面的太陽能電池。所以當(dāng)它斷電時(shí)，把它扔在窗臺(tái)上，讓它捕捉一些陽光就可以了。

4、陽光

sunLight由德國設(shè)計(jì)師Hermann Eske設(shè)計(jì)。sunLight的主體是一塊可以滾動(dòng)在一起的太陽能電池板。除了像大多數(shù)太陽能設(shè)備一樣直接為電子設(shè)備充電外，它還具有其他特殊功能。如果你有一個(gè)特寫視圖，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它看起來有點(diǎn)不同。背面有六個(gè)空心小圓柱體。所有的謎團(tuán)都存在于這些圓柱體內(nèi)，其中任何一個(gè)都可以被認(rèn)為是一個(gè)由內(nèi)置兩個(gè)AAAA可充電電池供電的小型LED手電筒，并卷起為帶有六個(gè)LED的強(qiáng)大手電筒。