光伏电池的核心是半导体材料，通常由硅制成。当阳光中的光子撞击细胞表面时，它们会激发材料中的电子，使它们脱离原子。这个过程称为光伏效应。
为了利用这些释放的电子，电池被构造成具有不同特性的层。顶层由专门设计用于吸收阳光的材料制成。该层下面是有源层，由半导体材料组成。底层称为背接触层，有助于收集电子并将其转移出电池。
当阳光穿透电池的顶层时，它会激发半导体材料原子中的电子。这些激发的电子然后能够在材料内自由移动。然而，为了发电，电子需要沿特定方向流动。
这就是细胞内电场发挥作用的地方。有源层中的半导体材料掺杂有杂质以产生电子不平衡。这会在电池的一侧产生正电荷，在另一侧产生负电荷。这两个区域之间的边界称为 pn 结。
当电子被光子激发并脱离其原子时，它被吸引到电池带正电的一侧。当它移向该区域时，它会在其位置留下一个带正电的“洞”。电子和空穴的这种运动在电池内产生电流。
然而，在自由状态下，电子不能用于为外部设备供电。为了利用它们的能量，金属触点被放置在电池的顶层和底层。当导体连接到这些触点时，电子流过电路，产生电流。
单个光伏电池产生相对少量的电力。因此，多个电池连接在一起形成一个更大的单元，称为太阳能电池板或模块。这些面板可以串联或并联连接，以增加电压和电流输出，具体取决于系统的要求。
一旦产生电力，它就可以用来为各种设备和电器供电。在并网系统中，太阳能电池板产生的多余电力可以反馈到电网，抵消化石燃料发电的需求。在独立系统中，例如在偏远地区使用的系统，产生的电力可以存储在电池中以供以后使用。
发布时间：2023年11月27日