Question

太阳能电池板是如何工作的？

Answer 1

简单地说，太阳能电池板的工作原理是允许光子或光粒子撞击原子中的电子，产生电流。太阳能电池板实际上包含许多更小的单元，称为光伏电池。（光生伏打就是把太阳光转换成电能）许多电池连接在一起组成一块太阳能电池板。

每个光伏电池基本上是一个三明治，由两片半导体材料（通常是硅）组成，硅是微电子中使用的相同材料。

起作用，光伏电池需要建立一个电场。就像磁极相反产生的磁场一样，当相反的电荷分离时，也会产生电场。为了得到这个领域，制造商将硅与其他材料“掺杂”在一起，给三明治的每一片都加上正电荷或负电荷。

特别是，他们将磷种子植入硅的顶层，这就在硅的顶层增加了带负电荷的额外电子。同时，底层得到硼的剂量，这会导致更少的电子或正电荷。所有这些都会在硅层之间的连接处形成一个电场。然后，当太阳光的一个光子击打一个不带电子的电子时，电场将把这个电子推出硅结。

电池的一些其他组件将这些电子转化为可用的能量。电池侧面的金属导电板收集电子并将其转移到电线上。在这一点上，电子可以像任何其他的电源一样流动。“KdSPE”“KdSPS”最近，研究人员已经制造出厚度仅为1.3微米的超薄柔性太阳能电池，大约是人类头发宽度的1／第一百，比一张办公纸薄20倍。科学家在2016年发表在《有机电子学》杂志上的一项研究报告中称，事实上，这些电池非常轻，可以放在肥皂泡的顶部，但它们产生的能量的效率与玻璃太阳能电池差不多。更轻、更灵活的太阳能电池可以被集成到建筑、航空航天技术甚至可穿戴电子设备中。“KDSPE”“KDSPS”还有其他类型的太阳能技术——包括太阳能和集中太阳能（CSP）——它们的运行方式与光伏太阳能电池板不同，但都是如此。利用太阳光的能量发电或加热水或空气。

编者按：本文最初于2013年12月16日发表，并于2017年12月6日更新，以包括太阳能技术的最新进展。

关于生命科学的原始文章。