太陽能光伏發(fā)電一般指能利用半導(dǎo)體直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種能源形式。晶硅類太陽能電池是最普遍的一種形式，太陽能電池起源于1839年，法國貝克勒爾是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了液態(tài)電解質(zhì)的光生伏特現(xiàn)象的科學(xué)家。其一般構(gòu)造如圖所示，在基體硅中滲入棚原子以后，便會(huì)產(chǎn)生空穴。同理，在基體硅中摻入磷原子以后，由于磷原子相比于硅原子，其最外層是具有五個(gè)電子的特殊結(jié)構(gòu)，相比于硅原子的四電子結(jié)構(gòu)就會(huì)有多出來的一個(gè)電子變得非?；钴S，叫做N型半導(dǎo)體。晶體硅太陽能電池片主要是用硅半導(dǎo)體材料作為基體制成較大面積的平面PN結(jié)，即在規(guī)格大約為15 cm×15 cm的P型硅片上經(jīng)擴(kuò)散爐擴(kuò)散磷原子，擴(kuò)散出一層很薄的經(jīng)過重?fù)诫s的N型層。然后經(jīng)刻蝕到達(dá)PECVD在整個(gè)N型層表面上鍍上一層減反射膜用來減少太陽光的反射損失，達(dá)到絲網(wǎng)在擴(kuò)散面印刷上金屬柵線作為太陽能電池片的正面接觸電極。在刻蝕面印刷金屬膜，作為太陽能電池片的背面歐姆接觸電極，并燒結(jié)封裝。
當(dāng)有具定能量的光子照射到太陽能電池片上時(shí)，會(huì)生成許多新的電子-空穴對。因?yàn)殡姵夭牧系牟粩辔諏?dǎo)致入射光強(qiáng)不斷減小，因此沿著入射方向，電池片內(nèi)部電子-空穴對的密度逐漸減小，在濃度差的作用下電子-空穴對向著電池片內(nèi)部做擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子-空穴對擴(kuò)散達(dá)到PN結(jié)界限時(shí)，會(huì)在內(nèi)建電場的作用下被拆分，空穴、電子受力從而被推向P區(qū)和N區(qū)，如果此時(shí)電路正處于開路的狀態(tài)，那么這些光生電子和空穴就會(huì)分別集聚在P區(qū)和N 區(qū)周圍，P區(qū)便會(huì)得到附加正電荷，同理N區(qū)便會(huì)得到附加負(fù)電荷，P區(qū)與N區(qū)累積的正負(fù)電荷就會(huì)在PN結(jié)上產(chǎn)生光生電動(dòng)勢，若此時(shí)接通太陽能電池片的正負(fù)極就會(huì)形成電流。此時(shí)PN結(jié)的內(nèi)部就會(huì)形成了由N區(qū)指向P區(qū)的光生電流產(chǎn)生。
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