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太阳能路灯为何能发光?电池板工作原理要了解!

   日期:2021-01-09     浏览:851    

太阳能路灯为何能发光?电池板工作原理要了解!

作为一种可持续再生的能源,太阳能的前景是非常诱人的,日光所照射之处,皆可以利用这种能源,在我们普通人的生活中,接触到的最多的除了太阳能热水器,就是太阳能路灯,还有一些应急道路指示牌、浮标等等。

有的朋友可能会产生这样的疑问,为什么有一个太阳能电池板,在阳光充足的条件下,就会有电能产生呢?下面,我们就这个问题来详细讲解一下。

太阳能路灯为何能发光?电池板工作原理要了解!

太阳能电池板一般是采用对光有响应,并且能够将光能转换成电力的器件,常见的就是硅材质了,这是我们地球上储藏最丰富的材料之一,具有半导体特性,这为太阳能电池板光电转换的过程打下了基础。

不过首先要明白的是,纯硅的导电性是很差,晶体结构内,没有可以自由移动的电子,要增强其导电性,通常会在纯净的硅物质中适当地掺入微量杂质,增强其导电性,根据这种特性,也就可以制成不同的导电器件了。

太阳能路灯为何能发光?电池板工作原理要了解!

对于制作太阳能电池板的硅,通常会在里面添加磷或硼,当掺入硼后,硅晶体会形成一个空穴,因为原本的硅原子周围围绕有4个电子,而硼原子周围只有3个电子,掺入原本的晶体结构后,也就会产生空穴了,这个空穴没有电子,就很不稳定,很容易吸收其他电子,形成P型半导体。

而在硅晶体中掺入磷杂质后,由于磷原子周围有5个电子,多出来的一个电子就会很活跃,形成N型半导体,P型半导体中空穴多,N型半导体中又有多的活跃的自由电子,当二者相接触,这些自由电子就会找到空穴,将其填满,二者的接触面,会形成电势差,也就是PN结,P型一侧带正负电、N型一侧带正电。

太阳能路灯为何能发光?电池板工作原理要了解!

当收到光照后,光说含有能量会转移到半导体中,这些能量会让电子的结构变得松散,可以自由移动。

这是因为光能会把电子——空穴拆开,一般情况下,带有一定能量的光子会释放一个电子,刚好会形成一个自由空穴,若这种情况刚好发生在接触面附近,收到内建电场的吸引,电子会流入n区,空穴会流入P区,形成一种从N型区到P型区的电流,电池的电厂形成电压,也就形成了电能,进行充电作用。

太阳能路灯为何能发光?电池板工作原理要了解!

不过要注意的是,半导体并不是电的良导体,电子通过P—N结后再半导体中流动,会产生很大的损耗,因此在上层通常会图上金属,不过,如果是全部涂满,又会造成阳光无法通过情况,通常情况下,会采取金属网格来覆盖P—N结。

另一个要注意的是,硅表面有很强的反射性,如果不做处理,会导致大量的太阳光被反射掉,要解决这种问题,荣昌会选择在电池板上如上一层反射系数小的保护膜,将反射造成的损失控制在5%以内。


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