太阳能电池的工作原理

太阳能电池的概念很容易通过阅读名称来理解:它是一种吸收并存储太阳传输的能量的装置。太阳能作为化石燃料能源的替代品越来越受欢迎,因此大多数人至少可以告诉您这么多。但太阳能电池实际上是如何工作的呢?答案有点复杂。

太阳能电池也称为光伏电池,是排列在电气设备正面的小型平板。计算器就是一个很好的例子:计算器表面上的太阳能电池表示为顶部的一小段分段塑料面板。正是在这里,来自太阳的光能被收集并转化为电能来为计算器供电。尽管尺寸不同,但为带有太阳能电池板的太空卫星提供动力的过程大致相同。

细胞的组成比乍一看更复杂。 Encyclobeamiia.net 简洁描述了典型的大型太阳能电池的布局,该电池按顺序由三层组成:

– 允许光线轻松穿过的玻璃板

– 用于触发光伏过程的半导体层

– 一层金属,用于收集和传输产生的电能

HowStuffWorks.com 描述了收集过程:当光线照射到太阳能电池并穿过玻璃时,它与太阳能电池内部的半导体(通常是硅)接触,将光的能量转移到半导体。在此过程中,光能的电子从原子中脱离,并通过底部的金属板分流到机器的电池。然后像任何其他形式的电力一样存储和使用这种能量。

尽管这个过程听起来多么高效,但众所周知,太阳能是很难捕获的。它不会以相同的 m 下降根据 HowStuffWorks.com 的数据,鉴于电子的高反应性,大量太阳能通常会在收集过程中损失——通常超过 80%。据 TechEye.net 称,太阳能领域的最新进展已将理论效率提高到 40% 以上,但距离太阳能电池吸收每一点太阳能还有很长的路要走。

完全的效率值得付出努力吗?绝对地。 CoolEarthSolar.com 计算得出,太阳每小时提供的能量足以为人类电子设备提供一年的电力。如果人类能够利用所有这些电力,其他更肮脏、可能更有害的电力来源——化石燃料和核能——将立即被取代。只要有阳光,每个人就有充足的能量。


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