太陽能
1．太陽能板概況
眾所周知，太陽能是可再生能源和清潔能源中最重要的基本能源，全球很多國家都在研究太陽能的轉(zhuǎn)換和利用。通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于太陽能熱利用技術(shù)，再利用熱能進(jìn)行發(fā)電的稱為太陽能熱發(fā)電；將太陽能轉(zhuǎn)換成電能利用的屬于太陽能發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)通常是利用半導(dǎo)體器件的光生伏打效應(yīng)（即光伏效應(yīng)）進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此又稱為太陽能光伏技術(shù)，而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置則稱之為太陽能板或光伏板。
2.太陽能板是如何將光能轉(zhuǎn)化為電能
要想知道太陽能板如何將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，我先需要了解什么是P-N結(jié)。制作太陽能板的半導(dǎo)體材質(zhì)是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì)，半導(dǎo)體的原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成，半導(dǎo)體硅原子的外層有4個電子，按固定軌道圍繞原子核轉(zhuǎn)動。當(dāng)受到外來能量的作用時，這些電子就會脫離軌道而成為自由電子，并在原來的位置上留下一個“空穴”。在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數(shù)目是相等的。如果在硅晶體中摻入硼、鎵等能夠俘獲電子的元素，它就成了空穴型半導(dǎo)體，通常用符號“P”表示；如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素，它就成了電子型半導(dǎo)體，以符號“N”來表示。若把這兩種半導(dǎo)體結(jié)合，它們的交界面便形成了一個P－N結(jié)。
光伏效應(yīng)中的PN節(jié)
那么太陽能板是如何將太陽能轉(zhuǎn)化為電能呢？
P－N結(jié)就像一堵墻，它阻礙著電子和空穴之間的移動。當(dāng)太陽能板受到陽光照射時，電子接受光能，向N型區(qū)移動，使N型區(qū)帶負(fù)電，同時空穴向P型區(qū)移動，使P型區(qū)帶正電。這樣，在P－N結(jié)兩端便產(chǎn)生了電壓。這種現(xiàn)象就是上面所說的“光生伏打效應(yīng)”。如果這時分別在P型層和N型層焊上金屬導(dǎo)線，接通負(fù)載，那么外電路便有電流通過。如此就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，即可以輸出功率產(chǎn)生將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。制造太陽板的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，目前技術(shù)最成熟且最具有商業(yè)價值的要算單硅。再下一篇我將詳細(xì)為大家介紹太陽能板的材質(zhì)。
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