第3章 太阳能电池的特性

太阳能电池原理范文太阳能电池是一种将太阳光能转化为电能的装置。

它是一种半导体器件，根据光伏效应原理工作。

在晴朗的阳光下，太阳光照射到太阳能电池表面，产生电子与空穴对。

通过合适的导线和电路布置，可以将产生的直流电能转化为有用的电能。

太阳能电池的基本结构通常是由两个半导体层构成，其中一个层被掺杂为p型，另一个层被掺杂为n型。

半导体的掺杂可以通过在原始材料中添加杂质元素来实现。

掺杂后的半导体中将产生多数载流子和少数载流子。

以p型层为例，它有许多绝缘层的正空穴，以及从n层移动过来的负电子。

当太阳能照射到太阳能电池的表面时，光子与半导体原子发生相互作用。

如果光子的能量大于半导体材料对能量吸收的门槛，光子将被吸收，将其能量传给被吸收的电子。

被激发的电子获得足够的能量以克服能带间隙并跃迁到导带。

这个过程使得原来的电子能带上留下空穴，从而产生一个电子-空穴对。

由于p型层具有许多正空穴，而n型层具有许多自由电子，新产生的电子和空穴将被电场力推到不同的区域，形成势差。

这个势差会引起电流的流动。

若将正极与p型层连接，负极与n型层连接，并将电路与电池连接，电流就会开始流动。

在太阳能电池中，不同的材料用于构成p型和n型层。

常用的材料包括硅、硒化铟、硫化镉等。

其中，硅是最广泛使用的材料，因为它具有稳定性好、物理性质可控且成本低廉等优点。

为了提高太阳能电池的效率，科学家和工程师们致力于改进太阳能电池的设计和制造工艺。

一种改善效率的方法是通过将多个太阳能电池组装在一起，形成太阳能电池组或太阳能电池阵列。

这种阵列可以在更广泛的光敏面积上接收太阳能，并提供更多的电能。

太阳能电池作为一种可再生能源的转换器，具有广泛的应用前景。

它可以用于为家庭和工业提供电力，也可以用于卫星和空间探测器等航天器的能源供应。

随着科学技术的不断发展，我们有望看到更高效、更持久、更美观的太阳能电池问世，进一步推动可再生能源的发展和利用。

太阳电池工作原理简单易懂太阳能电池是一种利用光能转换为电能的装置，它是当今最为环保的新能源装置之一。

太阳能电池的基本结构是由单个或多个太阳能电池组合成的，它能够将太阳辐射光能转换为电能。

这些装置可以用于发电，也可以用于储蓄电能，是太阳能系统中的核心部件。

太阳能电池工作原理的核心是光电效应。

光电效应是指光照射到半导体材料上时，能量足够大的光子击中半导体的原子，使其电子获得足够的能量，从而跃迁到导带中。

具体来说，太阳能电池通常采用硅、砷化镓、硒化镉等半导体材料制成，这些材料都具有较好的光电转换性能。

在太阳能电池中，一般采用PN结构，也就是P型半导体和N型半导体通过PN结构组成的。

当太阳辐射光照射到PN结上时，能量大于带隙能量的光子击中PN结的P型半导体区，将该区的电子激发到导带中，同时也会在N型半导体区形成正空穴。

P型区导带中的电子和N型区价带中的空穴在PN结中形成电子-空穴对，并由电场驱使电子在N型区集中，空穴在P型区集中，从而在外接电路中形成电流。

太阳能电池还包括透明导电氧化物镀膜、背面金属等组成的透明电极层和重量轻、抗冲击、防腐蚀的外封装层。

这些层的作用是保护太阳能电池不受外部环境影响，同时也能起到传输电能和导电的作用。

通过上述介绍，我们可以了解太阳能电池工作原理的基本过程，即利用光电效应将太阳辐射光转换为电能。

正是由于这一原理的实现，太阳能电池才能成为高效、环保的能源装置，在太阳能利用领域有着广泛的应用前景。

由此可见，太阳能电池是一种非常重要的新能源利用技术，通过对太阳能电池工作原理的深入了解，我们可以更好地认识利用太阳能的实质，促进太阳能技术的推广和应用。

希望太阳能电池在未来的发展中能够发挥更大的作用，为人类的可持续发展做出更多的贡献。

《太阳能光伏电池及其应用》习题第一章总论一、填空题：1、人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的变迁，都称为和变迁。

2、21世纪文明的宏伟构想时，被称为最大课题的问题占据了重要地位。

3、人们生活所需的能源可发分为维持个人生命的和、及生产活动中使用的生活能源两部分。

4、伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于而产生的。

5、不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为的太阳能发电、风力发电的应用。

6、当务之急要在化学能源枯竭之前找到的替代能源。

7、3E三重矛盾是在发展的过程中，伴随着的消费，以化石能源为主体的资源需求结构会造成对的破坏。

8、到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以的形式辐射过来。

9、太阳能到达地球的总辐射能量应该是太阳常数与的乘积。

10、太阳能电池的转换效率几乎是的，与其所利用的装置规模的无关。

11、光发电是对的有效利用。

二、选择题1、人们生活所必需的能源可以分为维持个人生命的生理能源和（）、社会活动及生产活动中使用的生活经验能源两部分。

A、日常生活B、社会生活C、劳动生活D、物质生活2、点燃近代产业革命之火的是发明蒸汽机的（）A、贝尔B、詹姆斯·瓦特C、爱迪生D、埃特尼·勒努瓦3、属于生态发电的有：太阳能发电和（）。

A、火力发电B、水力发电C、煤炭发电D、风力发电4、煤炭的可开采( )年。

A、43年B、61年C、231年D、73年5、天然气的可开采( )年。

A、43年B、61年C、231年D、73年6、3E指的是：经济、能源和（）。

A、地球环境B、海洋C、森林D、陆地7、世界各国对温室气体排放量，以1990年为基准，到2010年日本要消减( ).A、10%B、8%C、6%D、5%8、采用石油发电方式引起的有害气体CO2排放量是（）。

A、322.8 g/KW·hB、178 g/KW·hC、258.5 g/KW·hD、7.8 g/KW·h9、能量通过约1.5亿km的空间到达地球的大气层附近时，其辐射能量密度约为（），这个值叫太阳常数。

太阳能电池的基本特性袁　镇,贺立龙(西安创联电气科技(集团)有限责任公司　陕西西安　710065)摘　要:能源危机与环境污染是人类正面临的重大挑战,开发新能源和可再生清洁能源是21世纪最具决定影响的技术领域之一。

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,对太阳能电池的研究与开发也变得日益重要。

从太阳能电池的结构、工作原理出发,系统地论述了表征太阳能电池特性的短路电流、开路电压和填充因子等参数以及外界条件对他们的影响。

关键词:太阳能电池;短路电流;开路电压;填充因子;转换效率中图分类号:TN366 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2007)1616303The B asic Characteristics of Solar CellsYUAN Zhen ,H E Lilong(Xi ′an Chuanglian Electronic Component (Group )Co.L td.,Xi ′an ,710065,China )Abstract :The energy crisis and pollution of environment is serious challenge for human being.It is the most critical and in 2fluential technology areas.Solar energy is a regenerative and clean energy.The research of solar cells becomes more and more important.In this paper the parameters which are used to character the solar cells are systematically discussed based on the structure and working principle of solar cells ,and the effect of environment conditions on these parameters are also discussed.These parameters are short circuit current ,open circuit voltage and fill factor.K eywords :colar cells ;short circuit current ;open circuit voltage ;fill factor ;conversion efficiency收稿日期:20070313 太阳能电池是利用半导体光生伏特效应((Photovol 2taic Effect )做成的半导体器件,也是一种电离辐射效应的应用。

目录第一章绪论................................................... 错误!未定义书签。

1.1 太阳能是人类最理想的能源............................... 错误!未定义书签。

1.2 太阳能发电是最理想的新能源技术......................... 错误!未定义书签。

1.3 太阳能发电的应用....................................... 错误!未定义书签。

1.4 太阳能发电的前景....................................... 错误!未定义书签。

第二章单晶硅太阳能电池的理论基础............................. 错误!未定义书签。

2.1 关于P-N结............................................. 错误!未定义书签。

2.2 光电流................................................. 错误!未定义书签。

2.3 光电压................................................. 错误!未定义书签。

2.4 太阳电池的等效电路..................................... 错误!未定义书签。

第三章单晶硅太阳能电池的性能分析............................. 错误!未定义书签。

3.1 硅太阳电池的结构....................................... 错误!未定义书签。

3.2 单晶硅太阳电池的主要性能参数........................... 错误!未定义书签。

3.2.1 输出特性与光强关系............................... 错误!未定义书签。