光電池的原理,光電池的發展歷史

時間 2022-03-14 09:00:15

1樓:敖擾龍松

光電池也叫太陽能電池,直接把太陽光轉變成電。因此光電池的特點是能夠把地球從太陽輻射中吸收的大量光能轉化換成電能。是一種在光的照射下產生電動勢的半導體元件。

光電池的種類很多,常用有硒光電池、矽光電池和硫化鉈、硫化銀光電池等。主要用於儀表,自動化遙測和遙控方面。有的光電池可以直接把太陽能轉變為電能,這種光電池又叫太陽能電池。

太陽能電池作為能源廣泛應用在人造地球衛星、燈塔、無人氣象站等處

光伏發電是利用半導體pn結(pn junction)的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池(solar cell)。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池元件(module),再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

光伏發電的優點是較少受地域限制,因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無雜訊、低汙染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設周期短的優點。光伏發電是根據光生伏特效應原理, 當p-n結受光照時,樣品對光子的本徵吸收和非本徵吸收都將產生光生載流子。但能引起光伏效應的只能是本徵吸收所激發的少數載流子。

因p區產生的光生空穴,n區產生的光生電子屬多子,都被勢壘阻擋而不能過結。只有p區的光生電子和n區的光生空穴和結區的電子空穴對(少子)擴散到結電場附近時能在內建電場作用下漂移過結。光生電子被拉向n區,光生空穴被拉向p區,即電子空穴對被內建電場分離。

這導致在n區邊界附近有光生電子積累,在p區邊界附近有光生空穴積累。它們產生乙個與熱平衡p-n結的內建電場方向相反的光生電場,其方向由p區指向n區。此電場使勢壘降低,其減小量即光生電勢差,p端正,n端負。

於是有結電流由p區流向n區,其方向與光電流相反。如果這時分別在p型層和n型層焊上金屬導線,接通負載,則外電路便有電流通過,如此形成的乙個個電池組件,把它們串聯、併聯起來,就能產生一定的電壓和電流,輸出功率。

2樓:郭效建

矽光電池是一種直接把光能轉換成電能的半導體器件。它的結構很簡單,核心部分是乙個大面積的pn 結,把乙隻透明玻璃外殼的點接觸型二極體與一塊微安表接成閉合迴路,當二極體的管芯(pn結)受到光照時,你就會看到微安表的表針發生偏轉,顯示出迴路裡有電流,這個現象稱為光生伏特效應。矽光電池的pn結面積要比二極體的pn結大得多,所以受到光照時產生的電動勢和電流也大得多。

光電池的發展歷史

3樓:樺南小伙

1839年,安托石-貝克雷爾製造出了最早的光電池。貝克雷爾電池是乙個圓柱體,內裝硝酸鉛溶液,溶液中進入乙個鉛陽極和乙個氧化銅陰極。這種電池一經陽光照射,就會供給電流。

1875年,德國技師維爾納-西門子是製成第乙個硒光電池,並提議用於光量測定。西門子的光電池是根據1873年英國人史密斯發現的「內光電效應」提出的。

l.h.亞當斯於1876年指出,硒在光的作用下,不僅出現電阻的變化,而且在一定條件下還出現電動勢,從而發現了「阻擋層效應」。

阻擋層效應則成了光電池的基本原理。光電池被廣泛地用於自動控制技術、資訊電子學和測量技術。這些元件的效能約自1950年起,因半導體技術的發展而得到顯著改善。