Wie photovoltaische Materialien funktionieren

„Photovoltaische Stromerzeugung“ ist eine Form der Stromerzeugung, die Sonnenlichtenergie direkt in elektrische Energie umwandelt. Im Jahr 1839 entdeckte der französische Wissenschaftler AE Becquerel erstmals den „Photovoltaik-Effekt“. Die erste praktische monokristalline Silizium-Photovoltaikzelle (Solar Cel1) wurde jedoch erst mehr als ein Jahrhundert später, im Jahr 1954, in den Bell Laboratories in den Vereinigten Staaten erfolgreich entwickelt. Seit Mitte bis Ende der 1970er Jahre wurde die Photovoltaikzellentechnologie kontinuierlich verbessert und die Kosten wurden kontinuierlich gesenkt, was die starke Entwicklung der Photovoltaikindustrie vorantreibt. Auf beiden Seiten des PN-Übergangs bildet sich aufgrund der Diffusion von Majoritätsträgern (Elektronen im N-Bereich und Löcher im P-Bereich) zueinander ein Raumladungsbereich w mit einer sehr schmalen Breite, wodurch ein selbstgebauter Strom entsteht Feld Ei. Es stellt für die Mehrheitsträger auf beiden Seiten eine potenzielle Barriere dar und verhindert, dass sie sich weiterhin gegenseitig diffundieren; Es hat jedoch eine ziehende Wirkung auf die Minoritätsträger auf beiden Seiten (Löcher im N-Bereich und Elektronen im P-Bereich) und kann diese schnell wegziehen. In den Bereich des Gegners ziehen. Im stabilen Gleichgewicht gibt es nur sehr wenige Minoritätsträger, was die Bildung von Strom und die Ausgabe elektrischer Energie erschwert. Photovoltaikzellen werden jedoch von Sonnenphotonen beeinflusst, die eine große Anzahl von Elektron-Loch-Paaren in einem Nichtgleichgewichtszustand innerhalb der Photovoltaikzelle erzeugen. Die durch Licht erzeugten Nichtgleichgewichts-Minoritätsträger (d. h. Nichtgleichgewichtslöcher im N-Bereich und Nichtgleichgewichtslöcher im P-Bereich) können durch das eingebaute elektrische Feld Ei in den anderen Bereich gezogen werden. und dann wird im PN-Übergang der Photovoltaikzelle ein fotogeneriertes elektrisches Feld EPV erzeugt. Bei Anschluss des externen Stromkreises kann Strom abfließen und elektrische Energie abgegeben werden. Wenn viele solcher kleinen Solar-Photovoltaikzellen in Reihe und parallel zu einem Photovoltaik-Zellenmodul kombiniert werden, wird unter dem Einfluss der Sonnenenergie ausreichend elektrische Energie erzeugt.