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深入了解太陽能板工作概念

2021-08-06

隨著經濟的發展和社會的進步,人們對能源的要求越來越高。尋找新能源已成為人類面臨的緊迫問題?,F有的電能有四個主要來源,即火電,水電,核電和風電。太陽能發電是指在不需要熱處理的情況下直接發電的方式。它包括光伏發電,光化學發電,光感應發電和光生電發電,太陽能板如何工作?

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在物理學中,太陽能基于光伏效應,其中兩種不同的材料緊密接觸以在被光或其他輻射能量撞擊時產生電壓。在太陽能中這些材料屬于稱為半導體的類別 - 既不是導體也不是允許電子在某些條件下流動的電絕緣體。

當光子將電子與材料分離時,太陽能電池板會發電。事實上,太陽能電池板由一系列較小的單元組成,稱為光伏電池,實際上將太陽能轉換為電能。

典型的太陽能電池板還包括金屬框架,玻璃外殼和各種布線,以允許電流從硅電池流出。由于太陽能電池板產生直流電,因此還需要逆變器在家中將直流電轉換為交流電,半導體類型傾向于拾取小的正電荷,而N型半導體具有負電荷。通常半導體材料摻雜有雜質,使得它們更容易供應或接受電子,因為諸如硅或鍺的晶體通常不允許電子從原子自由移動。這非常類似于電池的一個電極相對于另一個電極的負電壓。

半導體可以是兩種類型中的一種:P和N.每個太陽能電池將這些半導體中的兩個夾在中間,一個是P型而另一個是N型(看起來像電池)。電子可以從一側自由地傳遞到另一側,但不能在相反的方向上傳遞。

想象一座山 - 電子很容易從山上(到N側)下來,但不能爬上它(到P側)。當通過消耗從入射光接收的能量將電子升高到激發態時,會發生這種情況。如果它不是形成結的材料,則自由電子Z終會回落到基態。并且因為電子僅允許在單一方向上流動 - 從N到P  - 光伏效應產生直流電。該電流與電池的電壓一起限定了太陽能電池可以產生的功率(或瓦特數)。 具有足夠能量的每個光子通常釋放電子,形成“空穴”。然后電場將電子移動到N側,并將空穴移動到P側。

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