- 光生伏特效应 - 太阳能电池功能 - 将光能转化为电能 - 应用于光伏发电 - 光伏发电的应用场景 - 太阳能电池板为手机充电 - 屋顶太阳能电池为家庭供电 - 光生伏特效应的原理 - 晶体硅太阳能电池的核心作用 - 基于PN结形成 - 高纯硅作为主要原料 - 本征半导体特性 - 硅原子外层四个电子 - 温度升高产生自由电子和空穴 - 掺杂形成不同类型晶体硅 - N型晶体硅 - 掺入五价元素(如磷) - 电子为多数载流子 - P型晶体硅 - 掺入三价元素(如硼) - 空穴为多数载流子 - PN结的形成与作用 - 浓度差引起多数载流子扩散 - N区电子向P区扩散 - P区空穴向N区扩散 - 空间电荷区的形成 - 正负电荷区分布 - 内建电场由N指向P - 内建电场的作用 - 阻碍多数载流子扩散 - 促进少数载流子漂移 - 动态平衡条件 - 扩散电流等于漂移电流 - 形成稳定PN结 - 光照下的光伏效应 - 光生载流子的产生 - 光生多数载流子 - 光生少数载流子 - 内建电场对光生载流子的作用 - 分离光生电子和空穴 - 在两端聚集形成电流 - 光生电动势的产生 - 光生电场方向与内建电场相反 - 方向由P指向N - 总结 - 晶体硅太阳能电池利用光伏效应实现能量转换