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漫画+讲解看完这篇文章保证你对光伏发电原理一

作者:浙江体彩网 发布时间:2021-01-27 13:24 点击:

  漫画中可能是作者为了解释的方便,用两张硅片表示P结和N结结合在一起形成PN结,但实际生产中并不是这样子的。以P型硅片为例,实际生产中只需要一张掺硼的硅片,然后在扩散炉中给P型硅片表面扩散掺入“磷”,形成PN浅结,即是说:只需要1张硅片就可以形成PN结,并非漫画中描述的两张。N型硅片反之,N型硅片掺入磷元素,然后在扩散炉中给N型硅片表面扩散掺入“硼”,形成PN结。

  P(代表Positive,正极);N(代表Negative,负极)。我们只要记住正极是得电子的那一极,负极则是失去电子的那一极。这里还要注意一点哦,由于电子是带负电的,那么实际电流的方向和电子运动的方向是相反的。所以我们就会在平日里听到这样的表述:电流在外电路从正极流向负极,在电池内部从负极流向正极。

  我们都知道P代表的是“Positive正极”,而对正极的定义是“电子流入的一极”,正极是“电子流入的一极”,正极是“电子流入的一极”,重要的概念说三遍O(∩_∩)O。既然正极是外电路电子流入的一级,那么它自身就必须留有“空穴”以便接纳电子,硼元素最外层只有三个电子,和硅原子外层四个电子结合以后还没有形成“8个电子的稳态”,需要从外部接纳一个电子。所以代表正极的P型硅片需要掺入三价元素的“硼”以方便接纳电子。而代表负极的N型硅片则需要掺入最外层有5个电子的“磷”元素,磷元素(外层5个电子)和硅元素(外层4个电子)在一起形成8个电子稳态后还多一个电子,这个多余的电子就成了自由电子啦,既然正极的定义是电子流入的一级,那么负极的定义自然就是“电子流出的一极”啦,Negative负极掺入磷可以多余电子,自然就是电子流出的一极。

  我们现在已经知道,光伏电池需要掺入“磷”、“硼”等杂质元素才能形成PN结,我们把掺入的磷、硼的过程叫做“掺杂”,磷硼本身则就是掺入的杂质。施主杂质就是指:“能施舍电子的杂质”;受主杂质是指:“接受电子的杂质”。在光伏电池中,磷元素最外侧有5个电子,结合硅元素后余一个电子,是施主杂质;而硼元素最外侧只有三个电子,需要接受一个电子才能和硅元素形成8个电子的稳态,是受主杂质。

  P型电池片是硅片掺入硼,扩散炉掺入磷形成PN结; 而N型电池片则是硅片本身掺入磷,扩散炉掺入硼形成PN结。细心的读者此处就会发现,无论是P型电池片还是N型电池片都是掺入“硼、磷”而形成的PN结,只不过是方向反了一下而已,那么为何N型光伏电池少子寿命更高呢? 这主要是因为空穴为主的P型硅片和电子结合能力更强,我们把电子比作萝卜,空穴比作坑;在P型硅片中坑很多,萝卜少;所以每当有电子流入正极很快就找到了坑,故而少子寿命低。 而掺入磷的N型硅片体内有大量的自由电子,坑少萝卜多,此时则只能是来一个空穴占一个电子,其余电子则总处于自由激发态,少子寿命长。

  从太阳表面6000k的绝对黑体辐射曲线,到大气层上届的太阳能辐射曲线再到最终穿越大气层,我们会发现能量曲线每经理一道坎,就要减少一些。然而到达地面还并不是终点。因为并不是所有到达地面的光都能被吸收。

  在各种波长的光线中,并不是所有的光线都能激发光伏电池片上的电子,以硅材料为基础最大能吸收的部分就是上图中绿色的部分。而且图中绿色部分也只是理论值,从电池片中电子被激发到最终发电还有一系列问题例如:电池片之间有间隙漏掉了光;电池片上的银浆焊带反射了光;光伏玻璃透光率只有92%遮挡了光;方向不一难以捕捉的漫反射光;焊带和电缆导电过程中的损耗;电在外送升压过程中的损耗;电在传输以及降压使用中的损耗等等。与之相对应的,所以提升光伏发电转换效率的原理都是围绕上述问题来的。

  本文介绍是以同质结电池为例的,同质结是指光伏所形成的PN结的材质是统一的,无论是P型电池还是N型电池,都是在硅基底上扩散掺杂形成PN结。而异质结电池形成PN结的材料是不一致的。

  HIT异质结电池以N型硅片为基底通过真空镀膜装置在其表面和背面附上其他材质的材料最终形成PN结。异质结电池的P极和N极所用到的材料是不一样的,不同质的,故而称为“异质结”。返回搜狐,查看更多

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