太陽能電池的工作原理

太陽能電池是一種有效吸收太陽輻射并將其轉化為電能的半導體器件，由于其利用各種潛在屏障的光伏效應，也被稱為光伏電池。這些器件的核心是電子可釋放半導體。

最常用的半導體材料是硅。由于硅的地殼儲量豐富，可以說是取之不盡用之不竭。當陽光照射在半導體表面時，半導體N區和P區原子的價電子被太陽光子激發，通過光照射獲得超出禁止帶寬的能量。因此，導帶在半導體材料中產生許多處于不平衡狀態的電子-空穴對。這些光激發的電子和空穴在半導體中自由碰撞或重新組合到平衡狀態。

復合工藝不顯示外部導電效果。它是太陽能電池能量自動損失的一部分。光激發載流子中的少數載流子可以通過P-N結少數載流子拉力效應向P-N結區移動并漂移到相反區域，形成相反方向的P-N結勢壘光電場。

連接到外部電路后，即可獲得電源輸出。當大量這樣的小型太陽能光伏電池以串聯和并聯的方式組合形成光伏電池組件時，在太陽能的作用下輸出足夠大的電力。用于太陽能電池的半導體材料必須具有合適的禁帶寬度。

具有不同帶隙的半導體僅吸收部分太陽輻射能量以產生電子 - 空穴對。禁帶寬度越小，太陽光譜中可供吸收的部分就越大，同時，在太陽光譜峰值附近浪費的能量會更大。可以看出，只有選擇具有合適禁帶寬度的半導體材料，才能更有效地利用太陽光譜。由于直接轉移半導體比間接轉移型具有更高的光吸收效率，因此應該是直接轉移型半導體。

太陽能電池的一些奇特設計

1、電子節能電池

節能電池在太陽能電池面積（發電效率）和便攜性之間取得了完美的平衡。該產品看起來與通常的便攜式移動電源沒有太大區別。它仍然具有柱狀形狀并通過USB端口輸出 - 但它內置了柔性太陽能電池，在需要時，握住桿的背面，并且可以像卷軸一樣拉出太陽能電池以獲得最大的光面積，從而提高發電效率。在和平時期，你也可以把面板放起來，既方便又不被占用。

2、可折疊太陽能電池

在節能電池中，我們提到了一種可以卷起的柔性太陽能電池。那么，太陽能電池能不能卷起來呢？早在2009年，一位名叫弗雷德里克·克雷布斯（Frederik Krebs）的美國人就創造了一種可以卷曲或拉直的太陽能薄膜，其中甚至還附有超薄鋰電池和LED。在白天，您可以將其拉直并將其粘在墻上，它將能夠將太陽能轉化為電能并儲存起來。晚上，您可以將其放在房子里作為房間照明。如果需要，也可以像手電筒一樣將其卷入管中。根據克雷布斯的設想，在這種太陽能LED薄膜的最終批量生產中，每片的成本將不到7美元。

3、太陽貓

SunCats是Knut Karlsen的設計。實際上，它更像是太陽能貼紙而不是太陽能電池，相當于附著在普通可充電電池表面的太陽能電池。所以當它斷電時，把它扔在窗臺上，讓它捕捉一些陽光就可以了。

4、陽光

sunLight由德國設計師Hermann Eske設計。sunLight的主體是一塊可以滾動在一起的太陽能電池板。除了像大多數太陽能設備一樣直接為電子設備充電外，它還具有其他特殊功能。如果你有一個特寫視圖，你會發現它看起來有點不同。背面有六個空心小圓柱體。所有的謎團都存在于這些圓柱體內，其中任何一個都可以被認為是一個由內置兩個AAAA可充電電池供電的小型LED手電筒，并卷起為帶有六個LED的強大手電筒。