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chinatongue

金虫 (小有名气)

[交流] 【求助】我还是不明白为什么p-n结可以太阳能产生电压,请懂行的朋友讲讲已有10人参与

我还是不明白为什么p-n结可以太阳能产生电压,请懂行的朋友讲讲
既然先是扩散产生内电场,p结内电场为负极,n结为内电场正极,那么假使在通过光照n型半导体,产生一个导带电子,也必然是使得n结内电场的正电荷减小,通过扩散这个电子也同样会向p结复合空穴,达到之前的内电场平衡状态。
不知道我这种思路错在哪儿,请指教


[ Last edited by chinatongue on 2010-5-18 at 15:51 ]
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N-P型半导体 太阳能技术

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cadick

木虫 (著名写手)

Dr. -Ing.


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
GrasaVampiro:在Stu的同学,Utube国内上不了 2010-05-19 19:15:31
GrasaVampiro:做光伏,有兴趣来物理班当斑竹吗? 2010-05-19 19:16:28


youtube 有些视频不错一目了然。 你也可以在youku上搜索一些有没有。

The Power of the Sun - The Science of the Silicon Solar Cell
http://www.youtube.com/watch?v=u0hckM8TKY0

How PV cells produce electricity
http://www.youtube.com/watch?v=K76r41jaGJg&NR=1
仰天地之正气,法古今之完人!
6楼2010-05-20 01:15:37
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litanty

金虫 (小有名气)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
太阳能电池的作用是把太阳能转化为电能。太阳能电池一般是由N型和P型半导体制备而成,其能量转换的基本原理是利用半导体的光生伏特效应。N型半导体中含有较多的空穴,P型半导体中含有较多的电子,当两种半导体结合在一起的时候,由于扩散作用P型半导体中的电子以及N型半导体中的空穴会相互运动,最后在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层),界面的P型一侧带负电、N型一侧带正电,从而形成内建电场。
当入射光垂直入射PN结时,如图2-1所示,光子进入N型半导体或者穿越PN结进入P型半导体。能量大于禁带宽度的光子,由本征吸收在结的两边产生电子—空穴对。由于PN结势垒区存在的内建场(自N区指向P区),结果两边的光生少数载流子受该场作用,各自向相反方向运动,P区的光生电子穿过PN结进入N区,N区的光生空穴进入P区,于是形成自N区向P区的光生电流。这样的载流子运动,由于中和掉部分空间电荷,使内建场势垒降低,从而产生正向电流。当光生电流和正向电流相等时,PN结两端建立起稳定的电势差,即产生光生电压。在PN结开路情况下,光生电压达最大值。如将PN结与外电路接通,只要光照不停止,就有源源不断的电流通过电路,PN结起了电源的作用,这就是太阳能电池的基本原理。
7楼2010-05-20 19:18:20
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普通回帖

chinatongue

金虫 (小有名气)

元小雪:太阳能产生电压????你能用英文表达一下你的意思吗,或许好懂些 2010-05-18 15:52:32
元小雪:你的这个“能”用英文说是can,还是energy??? 2010-05-19 12:30:27
我加了个示意图,请帮我看看思维误区在哪儿
2楼2010-05-18 15:52:04
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元小雪

木虫 (职业作家)

我还是不明白为什么p-n结可以太阳能产生电压
:dnd::dnd::dnd::dnd:
这句话看不明白,你能用英文表达一下你的意思吗,或许好懂些
无聊的博士
3楼2010-05-18 15:52:14
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chinatongue

金虫 (小有名气)

我的意思是,像图中那样右边的负电荷不可能越来越多,右边的正电荷也不可能越来越多。
4楼2010-05-18 15:54:35
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夕阳西下

金虫 (著名写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
既然有了光照肯定不是平衡状态,所以复合率与产生率必然不相等,产生率远远大于复合率,多余的电子就会产生太阳能电压。
5楼2010-05-19 11:37:47
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chinatongue

金虫 (小有名气)

那么光照后内电场是变大还是变小,还是不变。从逻辑上来讲,多数载流子浓度几乎不变,而两侧少数载流子浓度大大增加,扩散电流可以看成不变,而漂移电流增大,所以总的来说在光照的情况下,自建电场应该是变小。
自建电场变得越小越有利于太阳能电池开路电压增大,应该是这样的吧。如果自建电场变得接近0。那么开路电压等于两侧净电荷提供的电压,对吧。
8楼2010-05-20 23:10:18
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chinatongue

金虫 (小有名气)

不过如果少数载流子在p-n结互相复合的话,那么自建电场就不会怎么变化,反而会略有增大,因为两侧多数子浓度增大。
9楼2010-05-20 23:13:14
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chinatongue

金虫 (小有名气)

我是这么认为的:光照后,多数载流子浓度略增大,相当于几乎不变,所以多数载流子的扩散几乎不变。
少数载流子的浓度则急剧增大,漂移量增大。现在有两种情况。
1、少数载流子在p-n结互相复合,则内建电场几乎不变,也可以看成略增大,因为多数载流子浓度略增大。
则两端还是会存在净电荷,所以对外会表现电势差。
2、少数载流子不复合,则内建电场减小,因为一个少数载流子抵消一个内建电场电荷。但扩散又有增大这个内建电场的趋势,所以最后结果估计还是减小一些。
则两端还会存在净电荷,所以对外表现为电势差。

不知道这样理解对不对。
10楼2010-05-20 23:35:20
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