
光电池(Photovoltaic Cell),又称太阳能电池(Solar Cell),是一种利用光电效应直接将光能(特别是太阳光)转换为电能的半导体器件。以下是其详细解释:
术语释义
光电池的英文对应术语为"Photovoltaic Cell",其中"photo"指光,"voltaic"源于电学单位"volt",意为"产生电压"。其核心原理是内光电效应:当特定波长的光照射半导体材料(如硅)时,光子能量激发电子跃迁,形成电势差,从而产生直流电。
科学基础
基于爱因斯坦的光电效应理论(1905年提出,1921年获诺贝尔物理学奖),其能量转换公式为:
$$ E = h u
$$
其中 (E) 为光子能量,(h) 为普朗克常数,( u) 为光频率。当 (E) 大于半导体禁带宽度时,电子脱离原子束缚形成电流。
核心组件
性能参数
太阳能发电站、屋顶光伏系统及离网供电设备的核心组件。
用于计算器、卫星电源、传感器等低功耗设备。
建筑一体化光伏(BIPV)、可穿戴设备柔性电池等。
《费曼物理学讲义》(The Feynman Lectures on Physics)阐述光电效应机理。
国际电工委员会(IEC)标准IEC 60904 规范光电池测试方法。
美国国家可再生能源实验室(NREL)发布光伏效率纪录表(NREL Best Research-Cell Efficiency Chart)。
注:建议查阅《牛津科技词典》(Oxford Dictionary of Engineering)或IEEE标准术语库获取更详细定义。
光电池(photovoltaic cell),又称太阳能电池,是一种利用光电效应将光能直接转换为电能的半导体元件。以下是详细解释:
光电池通过光照在半导体材料上产生电动势,无需外部能量输入即可工作。其核心特点是高效的光电转换能力,主要材料包括硅、硒、硫化铊等。
基于光电效应:光子照射半导体时,激发电子跃迁至导带,形成电势差并产生电流。典型结构为PN结,表面涂有抗反射膜以增强透光性。
最早的光电池由安托石-贝克雷尔于1839年制造,后逐步发展为现代太阳能电池技术。
光电池(photovoltaic cell)需与光敏电阻(photocell)区分,后者主要用于光强检测而非发电。
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