太阳能电池的光电流是怎么产生,连接负载时,在电池内部和外部电流的方向是怎样产生和流动的?

2024-12-12 16:07:49
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回答1:

太阳能电池,其实就是PN节结构,不知道你对PN节结构有多少了解。PN节就是有个P型结构,就是提供空穴的结构,还有一个N型结构,就是提供自由电子的结果,当N型和P型相接触,电子必然要流向空穴,然后复合,这时候,原本是电中性的物体,因为有了电子和空穴(可以理解为正电荷)的复合,就必然要在里面构成内建电场,也就是有个电势差在那,然后,太阳能电池还有一层半导体材料,那层材料可以吸收光子,并使其自身的电子发生跃迁,说的通俗点,就是电子本来是围绕在半导体原子周围运动的,但吸收光后,发生跃迁,变成自由电子,之前说存在内建电场,这时候,就会将电子推到一边,防止溢出的电阻又和空穴复合形成光子(这就是那个PN节内建电场的作用),这时候,就会有电势差,如果太阳能电池和一个负载形成一个回路,就会有电流产生。

不会对其作出贡献。内建电场为什么不会无限增大,原因就是产生一个平衡。因为电子和空穴扩散运动和其电场的作用正好平衡。其实形成内建电场就是因为其浓度差,一旦有了浓度差,浓度高的会往浓度低的扩散,P型的空穴肯定一直比N型的空穴浓度大,但为什么不会无限的往N型移动,是因为P型的空穴移到N型后,N型由电中性变成了带正点,这时候就会形成一个电场阻碍其继续扩散。其实微观这种东西,都是一种概率统计,光子激发的电子可能取代原有内建电场的电子而后,内建电场的电子参与漂移运动也是可以的。但最本质的原因就是,电子被激发,打破了原有已经建立的扩散和内建电场的平衡,就像我凭空无故的多了一些电子,那么这时候,到底是那些电子参与漂移就说不定了,也没有讨论的意义,因为里面的电子是不断的复合和扩散,是一种动态平衡,对于微观粒子的个体运动状态加以描述是不现实的。 但从统计上来说,其参与偏移运动是其多出来的那部分。