光电池

　　光电池是能在光的照射下产生电动势的元件。用于光电转换、光电探测及光能利用等方面。人们最早发现和应用的是硒光电池。它的原理是硒在光作用下产生电子被电极收集而产生电动势。后来又发现和应用了各种半导体材料的光电池，如硅光电池、硫化银电池等。它的原理是半导体的p-n结在光的作用下产生新的电子空穴对，电子和空穴在p-n结电场的作用下移动到结的两边形成附加电势差。

　　光电池原理

　　光电池也叫太阳能电池，直接把太阳光转变成电。因此光电池的特点是能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。

　　光伏发电是利用半导体pn结的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

　　光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。光伏发电是根据光生伏特效应原理， 当P-N结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子。

　　但能引起光伏效应的只能是本征吸收所激发的少数载流子。因P区产生的光生空穴，N区产生的光生电子属多子，都被势垒阻挡而不能过结。

　　只有P区的光生电子和N区的光生空穴和结区的电子空穴对(少子)扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。光生电子被拉向N区，光生空穴被拉向P区，即电子空穴对被内建电场分离。这导致在N区边界附近有光生电子积累，在P区边界附近有光生空穴积累。它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。此电场使势垒降低，其减小量即光生电势差，P端正，N端负。

　　于是有结电流由P区流向N区，其方向与光电流相反。如果这时分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。

　　光电池种类

　　光电池的种类很多，常用有硒光电池、硅光电池和硫化铊、硫化银光电池等。主要用于仪表，自动化遥测和遥控方面。有的光电池可以直接把太阳能转变为电能，这种光电池又叫太阳能电池。太阳能电池作为能源广泛应用在人造地球卫星、灯塔、无人气象站等处。

　　光电池结构

　　光电池是一种特殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电。有的光电池还可以将红外光和紫外光转化为直流电。光电池是太阳能电力系统内部的一个组成部分，太阳能电力系统在替代电力能源方面正有着越来越重要的地位。

　　最早的光电池是用掺杂的氧化硅来制作的，掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。其它的材料，例如CIS，CdTe和GaAs，也已经被开发用来作为光电池的材料。有二种基本类型的半导体材料，分别叫做正电型(或P型态)和负电型(或N型态)。

　　在一个PV电池中，这些材料的薄片被一起放置，而且他们之间的实际交界叫做P-N结。通过这种结构方式，P-N结暴露于可见光，红外光或紫外线下，当射线照射到P-N结的时候，在P-N结的两侧产生电压，这样连接到P型材料和N型材料上的电极之间就会有电流通过。 一套PV电池能被一起连接形成太阳的模组，行列或面板。

　　用来产生可用电能的PV电池就是光电伏特计。光电伏特计的主要优点之一是没有污染，只需要装置和阳光就可工作。另外的一个优点是太阳能是无限的。一旦光电伏特计系统被安装，它能提供在数年内提供能量而不需要花费，并且只需要最小的维护。

　　光电池特点

　　光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高;非晶硅太阳电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较厉害;铸造多晶硅太阳能电池则具有稳定得转换的效率，而且性能价格比最高;薄膜晶体硅太阳能电池则还只能处在研发阶段。

　　光电池用途

　　光伏发电产品主要用于三大方面：

　　一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中 继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源;

　　二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等;

　　三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。我国并网发电还未起步，不过，2008年北京奥运会部分用电将会由太阳能发电和风力发电提供。

　　硅光电池原理

　　硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。它百的结构很简单，核心部分是一个大面积的度PN 结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二知极管与一块微安表接成闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，你道就会看到微安表的表针发生偏转，显示出回路里有电流，这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的专PN结面积要比二极管的PN结大得多属，所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。

　　硅光电池使用

　　硅光电池是一种直接把光能转换百成电能的半导体器件。它的结构很简单，核心部分是一个大面积的PN 结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，你就会看到微安表的表度针发生偏转，显示出回路里有电流，这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的PN结面积要比版二极管的PN结大得多，所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。

　　光伏技术可直接将太阳的光能转换为电能，用此技术制作的光电池使用方便，光照时产生权的电动势和电流也大得多。目前在数码摄像、光通信、航天器、太阳能电池等领域得到了广泛应用，在现代科技发展中起到了十分重要的作用。