[科普中國]-光伏電池也怕曬

太陽能光伏電池簡稱光伏電池，它能通過半導體材料的光伏效應將太陽能直接轉化為電能，是一種合理利用自然資源進行電能轉化的先進非機械裝置。需要利用太陽能的光伏電池，避免不了長期接受烈日的暴曬，即便陽光是它們的主要能量來源，長期暴曬也可能會造成一些問題。光伏電池也怕曬？是設計缺陷還是其他原因呢？讓我們一起來了解一下。

在幾百年前，人類所需的動力大部分還來自于風、水流、人力。隨著現(xiàn)代工業(yè)文明時代到來，人們學會使用煤炭、天然氣等能源制造動力，然而隨著這些不可再生能源的大量使用，環(huán)境破壞和資源短缺的壓力與日俱增，人們把目光重新投向了自然界。

太陽能光伏電池的發(fā)展正是在這樣的契機下誕生。太陽能光伏電池是1958年開始得到應用的。

光伏電池的工作機理是光伏效應，就是吸收光輻射產(chǎn)生電動勢。其工作原理如下圖所示。

當太陽光照射到太陽電池（由P、N型兩種不同類型的同質半導體材料構成）上時，入射光子進入空間電荷區(qū)，這時會產(chǎn)生電子空穴對，

接著電子、空穴相互運動，N區(qū)的空穴向P區(qū)運動，P區(qū)的電子向N區(qū)運動。這樣太陽電池的受光面有大量負電荷（電子）積累，而在電池的背光面有大量正電荷（空穴）積累。若在電池兩端接上負載，負載上就有電流通過，當光線一直照射時，將會有源源不斷地有電流流過。

標準光照條件下，一片太陽能電池額定輸出電壓為0.5～0.55V。所以在實際應用為了獲得較高的輸出電壓和較大的功率容量，往往會把多片太陽電池連接在一起構成電池組件，或者用更多的電池組件構成光伏方陣。

那為什么以光為能量來源的光伏電池也怕曬呢？

因為陽光暴曬會使電池整體溫度不斷升高，隨著溫度的升高，光伏電池的短路電流將增加，而開路電壓則會下降，造成整體電壓不穩(wěn)定的情況。

光伏電池的的知識你都掌握了嗎？

本文由山東省威海市鳳林學校二級教師劉歡進行科學性把關。

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