![學習電磁學太陽能電池_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view/c0e0902a50e074fb0b1e7879c0d00735/c0e0902a50e074fb0b1e7879c0d007351.gif)
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1、太陽能電池摘要:太陽能電池以其清潔,利用范圍廣的特性,逐漸改變?nèi)藗兊纳?。它的實現(xiàn)依賴于半導體的光電效應,并且在人類生活中有遠大的前景。關(guān)鍵詞:能源,電池,原理,利用正文: 隨著科技的發(fā)展,可再生資源的利用在人類生活中所占有的比例在不斷增加。風能、核能等清潔能源逐漸替代著原有的以消耗資源為主的能源利用。而其中,太陽能的利用以其持續(xù)時間長,無污染,可再生性受到人們的青睞。太陽能電池也逐漸走向千家萬戶。 太陽能電池是通過 HYPERLINK /view/14336.htm t _blank 光電效應或者光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化成 HYPERLINK /view/48797.htm t _blank
2、 電能的裝置。以光電效應工作的 HYPERLINK /view/757628.htm t _blank 薄膜式太陽能電池為主流,而以光化學效應工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。 HYPERLINK /view/14336.htm t _blank 光電效應太陽能電池主要依賴于半導體的光電效應。正電荷表示硅原子,負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。當硅晶體中摻入其他的雜質(zhì),如硼、磷等,當摻入硼時,硅晶體中就會存在著一個空穴,正電荷表示硅原子,負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。而黃色的表示摻入的硼原子,因為硼原子周圍只有3個電子,所以就會產(chǎn)生入圖所示的藍色的空穴,這個空穴因為沒有電子而變
3、得很不穩(wěn)定,容易吸收電子而中和,形成P型半導體。同樣,摻入磷原子以后,因為磷原子有五個電子,所以就會有一個電子變得非?;钴S,形成N型半導體。黃色的為磷原子核,紅色的為多余的電子。P型半導體中含有較多的空穴,而N型半導體中含有較多的電子,這樣,當P型和N型半導體結(jié)合在一起時,就會在接觸面形成電勢差,這就是PN結(jié)。當P型和N型半導體結(jié)合在一起時,在兩種半導體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層),界面的P型一側(cè)帶負電,N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導體多空穴,N型半導體多自由電子,出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會擴散到P區(qū),P區(qū)的空穴會擴散到N區(qū),一旦擴散就形成了一個由N指向P的“內(nèi)電場”,從而阻止擴散進
4、行。達到平衡后,就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差,當晶片受光后,PN結(jié)中,N型半導體的空穴往P型區(qū)移動,而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動,從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差,這就形成了電源。在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。 圖1 太陽電池結(jié)構(gòu)原理在實際應用中,會發(fā)現(xiàn)硅表面非常光亮,會反射掉大量的太陽光,不能被電池利用。為此,科學家們給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的保護膜。實際工業(yè)生產(chǎn)基本都是用化學氣相沉積沉積一層氮化硅膜,厚度在1000埃左右。將反射損失減小到5甚至更小。一個電池所能提供的電流和電壓畢
5、竟有限,于是人們又將很多電池(通常是36個)并聯(lián)或串聯(lián)起來使用,形成太陽能光電板。同時,為了節(jié)省材料,目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學氣相沉積法,包括低壓化學氣相沉積和等離子增強化學氣相沉積工藝。此外,液相外延法和濺射沉積法也可用來制備多晶硅薄膜電池 太陽能電池具有廣泛而遠大的前景。目前,太陽能電池的應用已從軍事領(lǐng)域、 HYPERLINK /view/19332.htm t _blank 航天領(lǐng)域進入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信、家用電器以及公用設施等部門,尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用,以節(jié)省造價很貴的 HYPERLINK /view/87408.htm t _blank
6、輸電線路。但是在目前階段,它的成本還很高,發(fā)出1kW電需要投資上萬美元,因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟上的限制。它以一種清潔有效的姿態(tài)走入人們的生活。如:太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨立系統(tǒng)、光伏水泵(飲水或灌溉)、通信電源、石油輸油管道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標、高速公路路標等。歐美等先進國家將光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。就我國而言,我國已成為全球主要的太陽能電池生產(chǎn)國,在產(chǎn)業(yè)布局上,我國太陽能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢。在長三角、 HYPERLINK /view/266822.htm t _blank 環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū),已經(jīng)形成了各具特色的太陽能產(chǎn)業(yè)集群。 就目前來看,太陽能電池在我們生活中所占用的比例并不算高,但它有著極高的的提升空間。我們沒有理由不相信,在未來,太陽能的利用會成為生活的一種時尚。參考文獻:【1】 HYPERLINK /question/236958837.html?fr=qrl&cid=203&index=5&fr2=query /question/236958837.html?fr=qrl&cid=203&index=5&fr2=query【2】 HYPERL
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