
太陽能電池(Solar Cell)是一種通過光伏效應将太陽光能直接轉換為電能的半導體器件,其英文對應術語為"photovoltaic cell"或"solar cell"。根據牛津大學出版社的《牛津英語詞典》,該設備被定義為"利用半導體材料的光伏特性産生電流的裝置"。
從技術構成角度分析,太陽能電池的核心結構包含:
根據國際電工委員會IEC 61215标準,商用矽基太陽能電池的典型轉換效率在15-22%之間,單晶矽電池最高實驗室效率已達26.8%(德國弗勞恩霍夫研究所2023年數據)。國際可再生能源機構(IRENA)報告顯示,該技術已廣泛應用于并網發電系統、航天器電源及便攜式電子設備領域。
在材料學領域,第三代太陽能電池如鈣钛礦型器件展現出31.3%的認證效率突破(美國能源部2024年技術路線圖),其柔性基底特性正在推動建築一體化光伏(BIPV)的發展。英國皇家化學會《能源與環境科學》期刊強調,該技術仍需解決長期穩定性問題才能實現商業化應用。
太陽能電池,又稱光電池或光伏電池,是一種将太陽光能直接轉換為電能的半導體裝置。其核心原理基于光生伏打效應,即當光照射到半導體材料(如矽)的PN結時,光子能量激發電子-空穴對,在内建電場作用下分離并産生電流。
工作原理
光照使半導體PN結吸收光子,産生電子-空穴對。在電場作用下,電子向N區移動,空穴向P區移動,形成電勢差,外接電路後産生電流。輸出電壓與光照強度正相關,标準條件下單片電池輸出電壓約0.48V。
主要材料
系統特點
太陽能電池廣泛應用于航天器電源(如衛星、太空實驗室)、家用發電系統(照明、供暖)、交通設備(汽車、船舶)及智能電網等領域。其模塊化設計支持靈活擴展,適應不同場景需求。
按技術路線可分為晶矽電池(主流)和薄膜電池(如鈣钛礦,尚在發展中)。未來研究方向聚焦于提升轉換效率、降低成本及開發新型材料。
如需更詳細的技術參數或曆史演進,可參考權威來源如钜大锂電或滬江詞典。
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