
光伏效應,全稱光生伏特效應(Photovoltaic Effect),是指半導體材料在光照條件下産生電動勢和電流的現象。以下是詳細解釋:
光伏效應是指當光子能量大于半導體材料的禁帶寬度時,光子被吸收并激發電子從價帶躍遷到導帶,形成自由電子和空穴對。這些電荷在材料内部電場(如PN結)作用下分離,從而産生電流。這一效應是太陽能發電的核心原理,實現了光能到電能的直接轉換。
光子吸收與電子激發
光子能量需滿足:
$$
E{text{photon}} geq E{text{gap}}
$$
其中,( E_{text{gap}} )為半導體禁帶寬度。滿足條件時,電子吸收能量躍遷至導帶,形成電子-空穴對。
電荷分離與電流形成
在PN結的内建電場作用下,電子和空穴分别向N區和P區移動,形成電勢差。當外部電路連通時,電荷定向流動産生電流。
當前光伏電池效率已突破33%,材料從矽基擴展到鈣钛礦等新型半導體,推動碳中和目标實現。
以上内容綜合了半導體物理機制、曆史沿革及實際應用,如需進一步了解公式推導或技術細節,可參考來源文獻。
光伏效應是指當光線照射到半導體材料上時,會産生光生電效應,即将光能轉化為電能的現象。
拆分部首和筆畫:光(光一)+ 伏(人一)+ 效(攸三)
來源:光伏效應的概念最早由法國物理學家愛德蒙·貝克勒爾于1839年提出。
繁體:光伏效應
古時候漢字寫法:光伏蕡藄
例句:太陽能電池就是應用了光伏效應來将太陽能轉換為電能。
組詞:光伏發電、光伏系統、光伏技術
近義詞:太陽能效應、光電效應
反義詞:熱電效應、熱伏效應
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