太阳能电池芯片

　　3、【太阳能电池芯片】（solar energy battery chip)具有光电效应的半导体器件。当光直射太阳能电池芯片时，其中一部分被反射，一部分被吸收，一部分透过电池芯片。被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子。这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，自由电子在N结聚集，空穴在P结聚集。当外部环路闭合时，电流产生。常用砷化镓半导体材料作发电元件。其光电转换效率高，耐温性优于硅质材料，批量生产成本低。

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　　太阳能电池的原理

　　太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差VOC。可以测得这个值，并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定VOC的值。