太阳能电池,即光伏电池,是一种可以将太阳能直接转换为电能的设备。其工作原理如下:
1. 光子的进入:太阳能电池会通过其表面的玻璃或塑料材料,将光子引入电池内部。
2. 电荷的分离:当光子进入太阳能电池后,它会撞击到电池中的半导体材料上,并将其激发。这时,半导体内的电子会从原子轨道中被“击翻”出来,成为自由电子;而原来处于价带中的电子,也会被提升到导带中,成为激发态电子。
3. 电子的流动:由于半导体中原有的所谓“pn结”,电子会向“n”区域流动,形成一个电路。这里需要注意的是,“p”区域中缺少电子,所以电子可以顺利地向“n”区域移动,而不反方向流动。
4. 电力输出:当电子通过载流线回流时,会再次与“h”区域的电洞结合,从而形成了一个电场,产生电压和电流。这些电能可以被连接在太阳能电池上的负载使用。