太陽(yáng)能電池的物理根底

當(dāng)太陽(yáng)光照耀ｐ－ｎ結(jié)時(shí),，在半導(dǎo)體內(nèi)的電子因?yàn)槿〉昧斯饽芏_釋電子，相應(yīng)地便發(fā)生了電　子——空穴對(duì),，并在勢(shì)壘電場(chǎng)的效果下,，電子被驅(qū)向型區(qū),，空穴被驅(qū)向Ｐ型區(qū),，然后使凡區(qū)有過(guò)剩的　電子,，Ｐ區(qū)有過(guò)剩的空穴。所以,，就在ｐ－ｎ結(jié)的鄰近構(gòu)成了與勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng),。　

 若是半導(dǎo)體內(nèi)存在P—N結(jié),，則在P型和N型交界面兩頭構(gòu)成勢(shì)壘電場(chǎng),，能將電子驅(qū)向N區(qū)，空穴驅(qū)向P區(qū),，然后使得N區(qū)有過(guò)剩的電子,，P區(qū)有過(guò)剩的空穴，在P—N結(jié)鄰近構(gòu)成與勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反光的生電場(chǎng),。

 制作太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體資料已知的有十幾種,，因而太陽(yáng)電池的品種也許多。當(dāng)前，技能zui老練,，并具有商業(yè)價(jià)值的太陽(yáng)電池要算硅太陽(yáng)電池,。下面咱們以硅太陽(yáng)能電池為例,，具體分析太陽(yáng)能電池的作業(yè)原理,。

 1、本征半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的物理根底

 物質(zhì)的導(dǎo)電功能決議于原子布局,。導(dǎo)體通常為賤價(jià)元素,，它們的zui外層電子很簡(jiǎn)單掙脫原子核的捆綁成為自由電子，在外電場(chǎng)的效果下發(fā)生定向挪動(dòng),，構(gòu)成電流,。高價(jià)元素（如惰性氣體）或高分子物質(zhì)（如橡膠），它們的zui外層電子受原子核捆綁力很強(qiáng),，很難成為自由電子,，所以導(dǎo)電性極差，成為絕緣體,。常用的半導(dǎo)體資料硅（Si）和鍺（Ge）均為四價(jià)元素,，它們的zui外層電子既不像導(dǎo)體那么簡(jiǎn)單掙脫原子核的捆綁，也不像絕緣體那樣被原子核捆綁的那么緊,，因而其導(dǎo)電性介于二者之間,。

 將純潔的半導(dǎo)體經(jīng)過(guò)必定的工藝進(jìn)程制成單晶體， 即為本征半導(dǎo)體,。晶體中的原子在空間構(gòu)成擺放規(guī)整的點(diǎn)陣,，相鄰的原子 構(gòu)成共價(jià)鍵。

 晶體中的共價(jià)鍵具有*的結(jié)合力,，因而,，在常溫下，僅有極少量的價(jià)電子因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)（熱激起）取得滿足的能量,，然后掙脫共價(jià)鍵的捆綁變成為自由電子,。與此一起，在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴,。原子因失掉一個(gè)價(jià)電子而帶正電,，或許說(shuō)空穴帶正電。在本征半導(dǎo)體中,，自由電子與空穴是成對(duì)呈現(xiàn)的,，即自由電子與空穴數(shù)目持平。

自由電子在運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程中若是與空穴相遇就會(huì)添補(bǔ)空穴,，使兩者一起不見(jiàn),，這種表象稱為復(fù)合。在必定的溫度下，本征激起所發(fā)生的自由電子與空穴對(duì),，與復(fù)合的自由電子和空穴對(duì)數(shù)目持平,，故抵達(dá)動(dòng)態(tài)平衡。