在塑造定制太阳能电池方面拥有经验,一位同事让我质疑我最近对光伏手术的基本理解。他指出了一个所谓的短路电流在太阳能电池中,电池两端之间的电压通常为零。假定电流是电荷流动,而电压是驱动源,那么如何解释电流就变得不清楚了短路电流在无电压。
通过网络搜索,假设来理解这场争论中提出:
- 如果光电流是通过电子吸收光子能量的结果,则认为这些电子具有足够的能量远离散装材料的能量被认为是电流的,而不管没有施加的电位零电压.关联:https://www.quora.com/Why-is-there-some-photocurrent-present-even-at-zero-potential
问题是,如果电压直接以能量(每电荷)的形式导出,电子的能量如何不在这里以电压的形式存在?
- 如果p-n结包含一个内部电压即使在热力学平衡中,电压在短路电流可能只有在太阳能电池外部为零,当内部静电电位差因此电压仍然存在,并起到分离载流子的作用。关联:https://en.wikipedia.org/wiki/fermi_level#the_fermi_level_and_voltage.
问题是:如果内部P-n结的静电电位是用于流量的电荷的驱动源,如果是的话,则如何定义单元格的输出电压,如零和之间开路电压?
- 而最后,我的假设是典型的I-V曲线代表理想化的太阳能电池,而实际上在短路电池的终端电阻的一小部分,使从零电压不同。因此,I-V曲线上的实际行应该永远不会到达Y轴。
问题是实际电压在短路电流与零不同(对于我们的细胞,这是真的,但我们归咎于电力计的内阻)?如果是,则在欧姆的法律的光线下,理想化的太阳能电池的理想化太阳能电池有可能与零电压不同的零电流(在U = 0上,我必须为0)?
我们可能会错过因果关系,所以请在正确的方向前进,请!
首先,感谢所有对这个问题提供了很好的观点的贡献者。由于这一点,我对太阳能电池(以及半导体和一般电路)的操作的理解更新如下:
不要忘记,在太阳能电池中的光电流不仅是光子能量的散装材料的吸收与创建光载的,而且光生载流通过,重要的是,相关联的预先存在的电场的作用的分离的结果the p-n junction (https://en.wikipedia.org/wiki/electromotive_force#solar_cell.).正是这个电场泵浦光载流子,并由此产生电动势。
内置潜力似乎是多数载体浓度在耗尽区边缘的函数(https://ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Solar-Cells-R4-CH4_Solar_cell_operational_principles.pdf).在P和N半导体的第一个“联系人”,没有潜力,但它建立了未补偿的扩散。
在黑暗中,当大多数载流子的进一步扩散随着电场的上升来补偿多个载波的进一步扩散时,所建立的P-n结处于平衡模式,防止了这种动作。因此,内置电位相当静止,而不是允许电子在建立的平衡下流动,并且不能通过电压表测量。
在开路模式下照明,内置电位泵的光电载波通过,重要的是,少数载体因此的电动势。少数载波的潜在差异使得电子流动,具有电动势的所有质量,并且可以通过电压表测量。
在短路模式下的照明下,多数载波的内置电位不变,少数载波分离保持发生,设计用作电流源,而无论其端子跨越零电压降。
如果具有敏锐知识的人可以进一步确认或改进这种理解,这将是伟大的。谢谢!