光伏电池是什么装置_光伏电池的工作原理

有关光伏电池的知识，光伏电池的原理是什么，光伏电流的类型有哪些，一起来了解下。

光伏电池的工作原理

1、光伏电池

光伏电池是一种利用光伏效应直接将太阳能转换为电能的装置。

光伏效应又称“光生伏特效应”，是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

太阳光照射光伏电池，太阳光的光子在电池里激发出电子空穴对，电子和空穴分别向电池的两端移动，如果外部构成通路，就形成电流，产生电能。

2、光伏电池的分类

光伏电池主要分为晶硅类（单晶硅和多晶硅）、薄膜类和化合物类（非晶硅、铜铟镓硒、砷化镓、碲化镉等）和新概念类（染料敏化电池等）。

目前比较成熟且广泛应用的是晶硅类电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。目前大规模工业化生产条件下， 单晶硅电池的转换效率已达到了16%～18%，多晶硅电池的转换效率为12%～14%。多晶硅比单晶硅转换效率低， 但价格更便宜。

3、光伏电池的原理

太阳能电池（光伏电池）的工作原理：太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

实现过程：

房顶的太阳能板将阳光转换为DC电流。不间断电源(UPS)将该DC能源转换为AC 220V/50Hz。

这个电能可以完全用于当地的设备，也可以部分使用，剩余的电能卖给公用事业机构，或全部卖出。

强烈建议应防止这一昂贵的设施遭受雷击。

4、太阳能电池的工作原理

太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程

太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。

当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。

光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。

此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差。可以测得这个值，并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定电位差的值。