太阳电池的意思、太阳电池的详细解释
太阳电池的解释
用半导体硅、硒等材料将太阳的光能变成电能的器件。具有可靠性高,寿命长,转换效率高等优点,可做人造卫星、航标灯、晶体管收音机等的电源。
词语分解
- 太阳的解释 ∶地球等行星围绕它公转的恒星,是由本身引力吸引在一起的直径为 .; 公里的气体球,其内部深处热核反应把氢聚变为氦而释放出能量太阳升太阳落 经外穴名 即颞颥详细解释.日的通称。《汉书·元帝纪》:
- 电池的解释 盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间电导电池详细解释将化学能或光能等转换为电能的装置。如手电筒用的干电池,汽车用的电瓶,人造卫星用的太阳能电池等。
专业解析
太阳电池,又称太阳能电池,是一种利用光伏效应直接将太阳光能转换为电能的半导体器件。其核心功能是通过吸收光子产生电子-空穴对,在内建电场作用下形成电流。以下从汉语词典及技术角度分项解析:
一、词典定义与基本释义
根据《现代汉语词典》(第7版),太阳电池指“利用半导体材料的光生伏特效应将太阳光能直接转变为电能的装置”。其核心特征包含:
- 能量转换原理:基于爱因斯坦光量子理论,实现光能→电能的直接转换(无机械运动)。
- 核心材料:以硅(单晶硅、多晶硅)、砷化镓或薄膜材料(如碲化镉)为主体构成PN结结构。
- 输出特性:产生直流电,输出功率受光照强度、光谱成分及温度影响。
二、技术原理详解
太阳电池的工作过程分为三步:
- 光子吸收:太阳光照射半导体,光子能量大于禁带宽度时,激发价带电子跃迁至导带,形成电子-空穴对。
- 电荷分离:PN结内建电场驱动电子向N区、空穴向P区定向移动,产生电势差。
- 电流输出:外电路连通后形成直流电流,实现电能输出。
效率公式可表示为:
$$eta = frac{P{text{out}}}{P{text{in}}} times 100%$$
其中 $P{text{out}}$ 为输出电功率,$P{text{in}}$ 为入射光功率(参考《太阳能电池物理学》,Wiley出版社)。
三、应用场景与分类
根据《可再生能源技术导论》(清华大学出版社),太阳电池按材料与技术分为:
- 晶硅电池:市占率超90%,单晶硅效率达22-26%,多晶硅约18-20% 。
- 薄膜电池:包括非晶硅、铜铟镓硒(CIGS),柔性轻质但效率较低(10-15%)。
- 新型电池:钙钛矿电池(实验室效率超25%)、有机太阳能电池等前沿方向。
主要应用于光伏电站、建筑一体化(BIPV)、航天器电源及便携设备充电系统。
权威参考文献来源:
- 中国社会科学院语言研究所. 《现代汉语词典》(第7版). 商务印书馆.
- 沈辉, 曾祖勤. 《太阳能电池技术》. 化学工业出版社.
- Peter Würfel. Physics of Solar Cells. Wiley-VCH.
- 李安定. 《太阳能光伏发电系统工程》. 北京航空航天大学出版社.
网络扩展解释
太阳电池(又称太阳能电池)是一种将太阳光能直接转化为电能的半导体器件,其核心原理是光生伏特效应。以下是详细解释:
一、基本定义
太阳电池利用半导体材料(如硅、硒、砷化镓等)吸收太阳光中的光子,通过内部电场分离电子与空穴,形成电流。其特点是转换效率高、寿命长、可靠性强,常用于人造卫星、航标灯等设备的电源()。
二、工作原理
- 光吸收与激发
光子照射到半导体材料时,能量被吸收并激发电子-空穴对()。
- 电荷分离
半导体内部的PN结形成内建电场,将电子与空穴分离,分别向N区和P区移动()。
- 电流输出
分离后的电荷通过外部电路形成电流,实现光能到电能的转换()。
三、主要材料与类型
- 材料:常用硅(单晶硅、多晶硅)、硒、硫化银等()。
- 分类:分为晶硅电池(主流)和薄膜电池(如非晶硅),后者尚处于发展阶段()。
四、应用领域
主要用于:
- 航天设备(如卫星电源)
- 地面供电系统(太阳能发电站)
- 小型电子设备(计算器、路灯等)()。
五、扩展说明
太阳电池与“太阳能电池”为同义词,英文对应“solar cell”或“photovoltaic cell”()。其理论转化效率受材料特性限制,目前实验室最高效率可达约47%()。
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