太陽能電池板的原理是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)，將太陽輻射轉(zhuǎn)換成電能。晶體中的電子數(shù)量總是與核彈頭的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，因此P型和N型硅在外部是電中性的。例如，在太陽下發(fā)射的P型或N型硅只是被加熱，其外觀沒有變化。雖然高能電子被光從化學(xué)鍵中釋放出來，導(dǎo)致電子-空穴對(duì)，但在很短的時(shí)間內(nèi)(μ在S)，即電子被捕獲。

當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體聚集在一起時(shí)，在兩個(gè)半導(dǎo)體的邊界區(qū)域會(huì)形成一種特殊的薄膜。在界面的P型一側(cè)出現(xiàn)負(fù)電壓，在N型一側(cè)出現(xiàn)正電壓。這是由于P型半導(dǎo)體有許多空穴，N型半導(dǎo)體有許多自由電子，其濃度很低。N段電子在P段散射，P段空穴在N段散射。 在N段散射后，在P段產(chǎn)生一個(gè) "內(nèi)部電場"，防止散射。一旦達(dá)到平衡，就會(huì)形成一個(gè)特殊的膜，產(chǎn)生一個(gè)電位差，即p-n轉(zhuǎn)換。到目前為止，大多數(shù)太陽能組件制造商通過擴(kuò)散工藝在P型硅板上創(chuàng)建N型條帶，P-N(或N+/P)過渡在兩個(gè)區(qū)段的交叉點(diǎn)形成。太陽能電池板的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)大型平面P型節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)一束光從太陽能電池板發(fā)射出來，光在邊界層被吸收，足夠能量的光子可以激發(fā)P-硅和N-硅共價(jià)鍵中的電子，形成電子-空穴對(duì)。靠近邊界層的電子和空穴被空間電荷的電場相互分離，然后重新結(jié)合。電子進(jìn)入正電壓區(qū)N，空穴進(jìn)入負(fù)電壓區(qū)P。電荷在邊界層上的分離在P和H區(qū)之間產(chǎn)生了一個(gè)可測試的電壓。在這一點(diǎn)上，可以添加電極，并在硅片的兩側(cè)打開一個(gè)電壓表。對(duì)于石英硅太陽能組件，開路電壓通常為0.5-0.6V。邊界層中由光產(chǎn)生的電子孔比電流更重要。邊界層吸收的光能越多，邊界層面積就越大，即太陽能得到的電池電流就越多。

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