随着全球能源日趋紧张,太阳能电池是以半导体材料为主,利用光电材料吸收光能后发生光电转换,使它产生电流,,太阳能成为新型能源得到了大力的开发,其中我们在生活中使用多的就是太阳能电池了。那么太阳能电池的工作原理是么样的呢?
1、本征半导体
物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素,它们的外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子,在外电场的作用下产生定向移动,形成电流。高价元素(如惰性气体)或高
分子物质(如橡胶),它们的外层电子受原子核束缚力很强,很难成为自由电子,所以导电性极差,成为绝缘体。常用的半导体材料硅(Si)和锗(Ge)均为四价元素,它们的外层电子
既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚,也不像绝缘体那样被原子核束缚的那么紧,因而其导电性介于二者之间。
将净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体, 即为本征半导体。晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,相邻的原子 形成共价键。
2、杂质半导体
杂质半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量杂质元素,便可得到杂质半导体。
按掺入的杂质元素不用,可形成N型半导体和P型半导体;控制掺入杂质元素的浓度,就可控制杂质半导体的导电性能。
N型半导体: 在净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。
3、PN结
PN结:采用不同的掺杂工艺,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。
制造太阳能电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。