太阳能板是如何将光能转变成电能的？

我从崖边跌落

为什么太阳能电池板可以吸收太阳光并将太阳光转换成电能呢？

% P! M! H- l) s' p9 e

# |5 @0 W) n* z6 x

太阳以波的形式发出能量，这些波的波长范围很广，从紫外线到可见光到红外线。

紫外线波长范围：150~400nm；

可见光波长范围：400~760nm；

红外线波长范围：760~4000 n m

( T1 `) h0 a, ?- ^/ ]

7 R, S1 Z, o7 t

太阳能电池的活性部分是由半导体材料制成，通常是硅（Si）。

半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，一般情况下，无法良好导电，但在某些条件下具有很好的导电性。

& L! I! _) g% I! Z% o2 w

上图，我们可以看到太阳能电池板内部的半导体通常分为三层：

1 @  y6 j/ }. ]7 R8 [3 k8 w

• 薄的顶层：包含硅（Si）和极少量的磷（P），磷带的电子比硅多，为顶层提供了充足的电子，这些可以自由移动的电子使顶层的材料具有了导电性。因此，顶层也称为负型或n型。
• 薄的底层包含硅（Si）和硼（B）等元素，硼带的电子比硅少，使底层可以自由移动的电子比较少，这些缺少的电子可以描述为有效正电荷。因此，底层被称为正型或P型。
• 较厚的中间层只有很少的电子，使其导电性很差。
  
  

& Z1 `) k  {9 L

太阳能电池板吸收的光波波长范围通常在350~1140nm，只有这部分的光能被太阳能电池板的中间层所吸收，从上面太阳光波长范围可见，太阳能电池板吸收的这部分光包括可见光、紫外线的长波部分和红外线的短波部分。

& t  H) f. ~$ U! W7 R1 Y  a6 S

紫外线波长太短，他们一般都会停留在太阳能电池板的表面。

6 ^3 t0 D* S) y

. J/ M& g: E% v/ }1 V9 E! L# h

红外线波长太长，太阳能电池板无法吸收这部分的光能，这部分光一般会穿过整个板子或者被反射回去。

太阳能电池板吸收的这部分光能将电子从硅原子上击落，使电子处于游离状态，而电子之前所在的位置会产生一个空的电子穴。

5 E. @* Z, N3 k7 N2 F6 d# ]! s

这个电子穴带正电荷，也称为“空穴”，游离状态的电子会向顶部移动并到达顶部的n型层，空穴同样会像底部移动并到达底部的p型层。

只要阳光照射到太阳能电池板上，上面描述的情况就会持续产生，就会产生大量游离的电子和空穴，电子向顶层移动，空穴向底层移动，就形成了电极，电子的流动就产生的电流。

8 L! L- _! i) X1 D

一个太阳能电池板产生的电流可以转换成数瓦的功率，这可能对一个计算器或者手机充电器是够用了，但是如果要运行一台一千瓦的烤面包机那是远远不够的。

因此，太阳能电池板都是几个太阳能电池连接在一起形成的，一般情况下都是32个相连接。对于一个家庭来说，可能需要好几个太阳能电池板才能提供足够的电能。

1 x7 }% c# z& U* Q$ D6 h3 @

对于太阳能电池板来说，未来的发展所面临的挑战也是很严峻的：

5 ^$ K6 x  R/ m: _5 V

• 如何提高太阳光转换为电能的效率；
• 怎样降低它的生产成本，使其更广泛的应用到我们的生活中；
• 怎样更好的储存太阳光转换的电能，为夜间更好的服务。
  
  : u$ ?1 U- c% x0 W- I6 p6 g8 B
  
  0 a5 n/ E' o! a# u! h4 g; T

9 u( [  p- x1 @2 G

希望像太阳能电池板这种更绿色环保的新型产品能更多的应用到我们的实际生活中。

4 O/ N4 `' Q3 ^  |

sgxap666

生产这玩意污染好像就比较恼火的，老外不愿意生产

swicome

多谢楼主分享

阔阔哒

感谢楼主分享

远祥

学习了，感谢分享！