太陽能電池的物理根底

當(dāng)太陽光照耀ｐ－ｎ結(jié)時,，在半導(dǎo)體內(nèi)的電子因為取得了光能而開釋電子，相應(yīng)地便發(fā)生了電　子——空穴對,，并在勢壘電場的效果下,，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)有過剩的　電子,，Ｐ區(qū)有過剩的空穴。所以,，就在ｐ－ｎ結(jié)的鄰近構(gòu)成了與勢壘電場方向相反的光生電場,。　

 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)成勢壘電場,，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)有過剩的電子,，P區(qū)有過剩的空穴，在P—N結(jié)鄰近構(gòu)成與勢壘電場方向相反光的生電場,。

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

 1,、本征半導(dǎo)體太陽能電池的物理根底

 物質(zhì)的導(dǎo)電功能決議于原子布局。導(dǎo)體通常為賤價元素,，它們的zui外層電子很簡單掙脫原子核的捆綁成為自由電子,，在外電場的效果下發(fā)生定向挪動，構(gòu)成電流,。高價元素（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，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）均為四價元素,，它們的zui外層電子既不像導(dǎo)體那么簡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)整的點陣,，相鄰的原子 構(gòu)成共價鍵。

 晶體中的共價鍵具有*的結(jié)合力,，因而,，在常溫下，僅有極少量的價電子因為熱運動（熱激起）取得滿足的能量,，然后掙脫共價鍵的捆綁變成為自由電子,。與此一起，在共價鍵中留下一個空穴,。原子因失掉一個價電子而帶正電,，或許說空穴帶正電。在本征半導(dǎo)體中,，自由電子與空穴是成對呈現(xiàn)的,，即自由電子與空穴數(shù)目持平。

自由電子在運動的進(jìn)程中若是與空穴相遇就會添補空穴,，使兩者一起不見,，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,，與復(fù)合的自由電子和空穴對數(shù)目持平，故抵達(dá)動態(tài)平衡。