太阳能电池使用太阳能是可持续的和环保的生产能源的方法。这篇文章将详细讨论什么是太阳能电池，类型，它是如何工作的，钙钛矿太阳能电池革命，它的应用，优点和缺点。
什么是太阳能电池
太阳能电池将光能转化为电流。它基本上是一个光伏电池，当暴露在光线下时产生电压。太阳能电池能有效地吸收阳光，当它暴露在光能下时就像电池一样。一组太阳能电池被称为太阳能模块/电池板，一组电池板组装在一起被称为太阳能阵列。
图1 -太阳能电池简介
Daryl查宾他和贝尔实验室的同事一起发明了第一个将阳光转化为电能的实用装置。188bet登入官网1954年，世界上第一个硅太阳能电池由贝尔实验室问世。它们被用于许多设备，如计算器，家用屋顶太阳能电池板等。
光伏电池或太阳能电池有两层，即正层(p型)和负层(n型)。传统的电池是由硅单晶制成的，它仍然是今天的流行选择。我们知道硅是导电的不良导体，兴奋剂硅变得非常必要。创建n型和p型区域，硅中分别掺杂磷和硼。p-n结因此产生电场并起a的作用二极管这有助于电子从p区移动到n区。
图2 -太阳能电池，面板，阵列
太阳能电池的种类
他们被分为三种类型。它们是:
- 第一代细胞
- 第二代细胞
- 第三代细胞
第一代细胞
这一代太阳能电池由单晶和多晶硅电池组成。这些是最古老的，由贝尔实验室引进的。这些电池以其效率而闻名。这些电池是在硅片上生产的，每个电池可以提供2-3瓦的功率。太阳能电池组合成太阳能模块/电池板以增加功率。这些电池的生产成本很高。
图3 -达里尔·查平-太阳能电池的发明者
第二代细胞
第二代电池以其薄膜电池而闻名，包括非晶硅薄膜太阳能电池，碲化镉/硫化镉太阳能电池和铜铟镓硒化(CIGS)太阳能电池。它们的效率比第一代电池低，而且生产成本低。这些电池由1-4 μm厚的连续层组成，并沉积在各种类型的基底上，如玻璃、聚合物或金属。它们在视觉上很吸引人，也很灵活。非晶硅电池用于计算器。
图4 -薄膜电池(第二代电池)
第三代细胞
第三代电池包括最新和即将到来的技术，看起来很有前途。这项研究的主要目标是生产最有效的太阳能电池，而且生产成本低廉。他们还瞄准了无毒细胞。第三代电池包括纳米晶体太阳能电池、聚合物太阳能电池、染料敏化电池和有机-无机卤化物钙钛矿电池。
钙钛矿太阳能革命
钙钛矿太阳能电池技术近年来发展迅速。钙钛矿是一种具有超导电性和磁阻等特性的矿物，因此是未来太阳能电池的理想选择。它们也被称为第三代细胞。钙钛矿电池非常高效，并表现出极高的光吸收属性。钙钛矿硅电池是最近开发的无毒材料，由地球上大量存在的材料制成。
图5 -第三代电池(钙钛矿太阳能电池)
太阳能电池是如何工作的
为了理解工作原理，让我们考虑由硅和硅制成的太阳能电池正层(p型)和负层(n型)。为了创建p型区域，硅掺杂硼，与硅相比，硼的价层中少了一个电子。因此，电子价电子或“空穴”就产生了。类似地，n型区域是由磷掺杂形成的，磷的价壳层中比硅多一个电子。当共价键发生时，一个电子可以自由移动。
太阳能电池是由n型和p型硅层组成的夹层。当太阳能电池暴露在阳光下时，电子和空穴在两层的交界处彼此靠近。根据库仑定律，电子与空穴之间存在作用力，使电子从n区移动到p区并占据空穴。这导致负离子在p侧，正离子在n侧。
图6太阳能电池的工作原理
因此，损耗层形成并阻止电子进一步流动。电场是由于带相反电荷的离子的存在而产生的。当n型和p型层外部连接到金属线时，电子从n区移动到p区，穿过耗尽层并通过金属线移动到n区。这就产生了电流。
应用程序太阳能电池
应用包括:
太阳能电池的优点
优点包括:
- 它是一种可持续的可再生能源。
- 维护费用低。
- 耐久性高。
- 生产第三代电池所需的原材料价格低廉。
太阳能电池的缺点
缺点是:
- 初始安装太阳能电池板是昂贵的。
- 对天气条件的依赖影响了它的效率。
- 损坏的太阳能电池板系统可能导致电力短路和房屋火灾。
- 占用很多空间。
- 它们更容易受到损坏。
- 由镉制成的第二代电池具有剧毒。
- 生产第二代电池所需的原材料非常昂贵。
结论
太阳能电池的研究和开发继续利用“太阳”的丰富能量，这将减少化石燃料的使用。
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