第3章太阳能电池的特性 - 图文

第三章：

太阳能电池的特性

§3.1 理想太阳能电池§3.2 太阳能电池的参数§3.3 电阻效应§3.4 其他效应§3.5 对太阳能电池的测量2020/7/18 Saturday1

§3.1.1 理想太阳能电池

太阳能电池的结构

太阳能电池是一种能直接把太阳光转化为电的电子器件。入射到电池的太阳光通过同时产生电流和电压的形式来产生电能。这个过程的发生需要两个条件，首先，被吸收的光要能在材料中把一个电子激发到高能级，第二，处于高能级的电子能从电池中移动到外部电路。在外部电路的电子消耗了能量然后回到电池中。许多不同的材料和工艺都基本上能满足太阳能转化的需求，但实际上，几乎所有的光伏电池转化过程都是使用组成pn结形式的半导体材料来完成的。

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§3.1.1 理想太阳能电池

太阳能电池的结构

前端接触电极发射区

减反射膜

电子空穴对

基区

背接触电极

太阳能电池的横截面

§3.1.1 理想太阳能电池

太阳能电池的结构

太阳能电池运行的基本步骤：

?光生载流子的产生

?光生载流子聚集成电流

?产生跨越太阳能电池的高电压?能量在电路和外接电阻中消耗

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§3.1.2 理想太阳能电池光生电流

在太阳能电池中产生的电流叫做“光生电流”，它的产生包括了两个主要的过程。

第一个过程是吸收入射光子并产生电子空穴对。电子空穴对只能由能量大于太阳能电池的禁带宽度的光子产生。然而，电子（在p型材料中）和空穴（在n型材料中）是处在亚稳定状态的，在复合之前其平均生存时间等于少数载流子的寿命。如果载流子被复合了，光生电子空穴对将消失，也产生不了电流或电能了。

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