太阳能电池如何工作？
2017-11-16
太阳能(或光伏)电池将太阳能转化为电能。无论他们装饰你的计算器还是在卫星上绕行星，它们都依赖于光电效应：物质在光线照射时发射电子的能力。
硅是所谓的半导体，也就是说，它具有金属和电绝缘体的一些特性，使其成为太阳能电池中的关键成分。让我们仔细看看太阳照射到太阳能电池上会发生什么。
日光由称为光子的微小粒子组成，从太阳辐射。当它们撞击太阳能电池的硅原子时，它们将能量转移到松散的电子上，将它们从原子上清除掉。光子可以在游戏池中与白球相比较，它将能量传递给它撞击的彩球。
然而释放电子只是太阳能电池工作的一半，然后需要将这些杂散电子放入电流中。这涉及到在电池内部产生电子不平衡，这有点像电子沿相同方向流动的斜坡。
硅的内部组织使得这种不平衡成为可能。硅原子以紧密结合的结构排列在一起。通过将少量其他元素挤入这种结构中，会产生两种不同类型的硅：n型，其具有备用电子，以及p型，其缺少电子，从而留下“空穴”。
当这两种材料并排放置在太阳能电池内部时，n型硅的备用电子跳过来填充p型硅中的间隙。这意味着n型硅带正电荷，p型硅带负电，在电池两端产生电场。因为硅是一种半导体，它可以像一个绝缘体，保持这种不平衡。
当光子将硅原子上的电子粉碎掉时，这个场就有序地驱动它们，为电源计算器，卫星以及其间的一切提供电流。
