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什么是光伏效應

文章來源:穩壓電源公司,時間:2017-08-25 09:57    點擊量:

定義 

《GB/T 2900.1-2008電工術語 基本術語》定義:光伏效應是指通過吸收光子,在材料中兩點間產生電位差的光電效應,是光電效應的一種。光伏效應是光生伏特效應的簡稱。

光電效應原理

當光照射到一個潔凈的金屬或半導體材料表面上時,入射光的頻率v超過某一值時,就有明顯的電子發射出。逸出的電子稱為光電子。每個光量子具有能量hv其中h是普朗克常數,v是光的頻率。在光輻照下,光子進入物體后與電子作用,如果電子是自由的,則吸收光子能量的電子,克服物體表面壘勢阻擋而逸出物體表面進而產生光電子。

 

光電效應和光伏效應的區別

光電效應是指光照射到某些物質上,引起物質的電性質發生變化,也就是光能量轉換成電能的這類光致電變的現象。光電效應分為外光電效應和內光電效應。

 

外光電效應是指在光的作用下,物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象。又叫光電發射效應。

 

內光電效應指光照在物體上,使物體的電導率發生變化,或產生光生電動勢的現象。分為光電導效應和光生伏特效應(即光伏效應)。光電導效應是在光線作用下,電子吸收光子能量從鍵合狀態過度到自由狀態,而引起材料電導率的變化的現象。即當光照射到光電導體上時,若這個光電導體為本征半導體材料,且光輻射能量又足夠強,光電材料價帶上的電子將被激發到導帶上去,使光導體的電導率變大。光生伏特效應是指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。

 

總體來說,光電效應和光伏效應區別有以下幾點:

 

第一,從定義上來說,光電效應其實是光伏效應的前提,光伏效應是光電效應作用于半導體這一特殊場所,從而產生了電勢差。

 

第二,材料上,產生光伏效應的材料只能是半導體,而光電發射效應材料可以是金屬。

 

第三,光伏效應是少數載流子過程,是半導體中少數載流子吸收光子后在PN結兩端產生電勢差,而光電發射效應你是半導體或金屬在光子激勵下輻射出自由電子,并且克服表面勢壘后逸出表面向外發射電子。

 

第四,光伏效應中載流子不能離開材料,后者可以離開材料。

 

第五,前者對于光譜有一定的吸收譜并且與光強有關,而后者存在截止波長電子逸出速度與光強無關,只有頻率有關。

 

光伏效應的應用

光伏發電,太陽能發電都是光電效應的典型應用。光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。制作太陽能電池主要是以半導體材料為基礎,其工作原理是利用光電材料吸收光能后發生光電于轉換反應。



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