飞鱼博客

太阳能电池是一个神奇的高科技产物，只要有光照就能发电。

太阳能电池是利用半导体材料的光电效应，将太阳能转换成电能的装置。

所有的物质均有原子组成，原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成。半导体材料在正常状态下，原子核和电子紧密结合，处于非导体状态，但在某种外界因素的刺激下，原子核和电子的结合力降低，电子摆脱原子核的束搏，成为自由电子。

太阳能电池的材料主要是都“硅”来制造。硅在地球储量非常丰富。

晶体硅结构示意图：

晶体硅结构示意图

图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。

如果我们向硅晶体中掺入其它一些元素，比如：硼、磷等，硅的结构就会发生奇妙的变化。

N型半导体结构示意图

当掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生如上图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成N型半导体。图中黄色圆点表示硼原子核。

P型半导体结构示意图

当掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成P型半导体。图中黄色为磷原子核，红色的为多余的电子。

PN结结构示意图

现在，我们把P型和N型半导体结合在一起，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，双方都迫切“需要”对方。这样，就会在两者的接触面形成电势差。这就是PN结。

太阳能电池发电原理图1

PN结属于半稳定结果，在阳光的照射下，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流，在PN结中形成电势差。

太阳能电池发电原理图2

 最终成为名副其实的太阳能电池。

【资料参考：中国新能源网】