太阳能发电光电效应与光伏效应

　太阳能发电光电效应与光伏效应在本质上是相同的，而就所产生的电子的位置而言，也可以将这两者区分为外光电效应和内光电效应。但不管是太阳能发电光电效应、光伏效应还是光化学效应都可以产生光电子，这也是形成光电流（photocurrent)的一个必要条件。 目前人们普遍认为，光伏效应是太阳电池发展的基础，而作为光能到电能的转换器件的太阳电池必须具备以下三个基本条件：

　　(1) 入射光子能够被吸收并产生电子-空穴对。

　　(2) 所产生的电子-空穴对在可能的复合之前就能够被分离开来。

　　(3) 分开的电子与空穴能够被传输到外电路及电负载上。

　　按照以上条件，最适合的太阳能发电材料就是半导体。像所有半导体器件一样，实现太阳能发电电池的核心结构也是P-n结，而p-n结中的空间电荷区由施主正离子和受主负离子形成的内建电场是实现电子-空穴分离的最重要的物理条件。就以P-n结为基础的晶体硅太阳电池而言，在太阳光照射下，太阳能发电电池的光电流主要来自以下三个部分：

　　(1) 空间电荷区的电子和空穴在内建电场作用下形成的漂移电流。

　　(2) n-Si区的少数载流子一空穴所形成的扩散电流。

　　(3) p-Si区的少数载流子一电子所形成的扩散电流。

　　一般而论，太阳能发电电池是指任何能将太阳光直接转换为电力的一种半导体器件， 值得注意的是实现光能到电能的直接转换，没有任何中间转换过程。太阳能发电电池也可以称为光伏电池，这主要是按照半导体材料所依据的光伏效应而论。在实际使用过 程中，都是将一定数量的太阳电池进行串联连接，并使用无机与有机材料通过真空封装做成板块状结构，一般称为太阳能发电电池组件或光伏组件。

　　国际上普遍认为太阳能发电光伏现象是法国科学家 亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔 (Alexsandre Edmond Becquerel) 首先发现的[13,22]，但事实上当时只有19岁的贝克勒尔所提交给法国科学院的论文中只用了“光电流”现象一词[28]，并没有出现光伏(PV)的概念。后来人们普遍使用的光伏(PV)—词，主要原因是太阳电池已经紧密地与半导体材料关联起来，实际上所谓光伏就是“光电”的意思。中文的”光伏”一 词，是特指光生伏打电源的简称，而理解为光生伏特是不准确的。

　　伏打是发明直流电源的意大利科学家，伏特是作为电压的单位，是由伏打名字演变而来。中文将PV 译成光伏，也许主要是光电一词用得太泛，如半导体照明涉及发光二极管（LED)技术是通过电光转换实现，但人们习惯都用光电技术替代。

　　我国台湾与日本一般不用 “光伏”一词，而只用“太阳电池”术语，我国大陆普遍将“光伏”一词专用于利用半导体材料实现的太阳电池的发电技术。由此而论，参照LED所引发的半导体照明技术，光伏发电也可以理解为半导体发电技术。

　　太阳能发电电池也称“光伏电池”。不管是太阳能发电光电效应、光伏效应与光化学效应都可以产生光电子形成光电流，是太阳能发电电池发展的基础。光伏就是光电，光伏特指光生伏打电源的简称，理解为光生伏特不准确。太阳能发电电池是一种半导体，实现光能到电能的无介质无其他转换过程。

更新时间：2015-4-23 14:23:25
太阳能发电原创，版权所有。转载请注明来源自上海上海太阳能发电网