晶体硅太阳能电池的工作原理(砷化镓太阳能电池)

导语：晶体硅太阳能电池

1、晶体硅太阳电池：

单晶硅太阳能电池

多晶硅太阳能电池

2、晶体硅太阳电池结构：

晶体硅太阳电池结构

正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，对外输出电流；

减反射薄膜的作用是减小入射太阳光的反射率；pn结的作用是将光激发的

自由电子输送给n型硅，将自由空穴输送给p型硅。

3、pn结

本征半导体硅

单晶硅的晶体结构。单晶硅体内的每个硅原子（Si）最近邻有四个Si原子。未掺杂的硅称为本征硅。

N型硅

P杂质原子最外层的电子数比硅原子多一个。 P杂质原子多余的电子很容易挣脱原子核的束缚，成为自由移动的电子。掺P杂质的Si半导体主要依靠电子导电，称为n型Si，P杂质称为施主杂质。

P型硅

B杂质原子最外层的电子数比硅原子少一个，相当于B杂质原子最外层多了一个空穴。在常温条件下，B杂质原子多余的空穴很容易挣脱原子核的束缚。掺B杂质的Si半导体主要依靠空穴导电，称为p型Si，B杂质称为受主杂质。

pn结

n型硅中有数量较多的电子，p型硅中有数量较多的空穴。当n型硅和p型硅结合在一起后，n型硅中有部分电子往p型硅中扩散，p型硅中有部分空穴往n型硅中扩散，使得n型硅在交界处附近留下带正电的离子实，p型硅在交界处附近留下带负电的离子实。这两种离子实在交界处附近的区域内产生电场，称为内建电场，电场方向由n型硅指向p型硅。n型硅和p型硅交界处附近的区域称为pn结。

4、光生伏特效应：

光生伏特效应

由电子和自由空穴

在太阳光的照射下，硅片中激发出自由电子和自由空穴。自由电子和空穴扩散到p-n结附近，受到内建电场的作用，电子往n型硅中漂移，空穴往p型硅中漂移。

电子和空穴漂移

电子带负电，空穴带正电。漂移到n型硅中电子使n型硅带多余的负电荷，对外表现出负电性；漂移到p型硅中的空穴使p型硅带多余的正电荷，对外表现出正电性。n型硅和p型硅之间对外具有一定的电势差，称为光生电压或者光生电动势。

5、太阳电池工作原理：

太阳电池工作原理

当太阳光照射到太阳电池表面时，由于光生伏特效应，太阳电池的正面电极和背面电极之间产生光生电压，用金属导线接上电灯、电器等负载，可为这些负载提供电流。

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