太阳能电池板是如何工作的(Solar Panels Work)？

无论是在太阳能计算器上还是在国际空间站上，太阳能电池板都使用与化学电池或标准电源插座相同的电子学原理来发电。而太阳能电池板则是电子通过电路的自由流动太阳能电池板从阳光中吸收能量。要了解太阳能电池板是如何发电的，回到高中的化学课上可能会有帮助。太阳能电池板的基本元素和引发计算机革命的元素是一样的——纯硅。当硅去除所有杂质后，它为电子的传输提供了一个理想的中性平台。硅还具有一些原子级的特性，这使得它对于制造太阳能电池板更具吸引力太阳能光伏电源通常需要安装隔离开关或隔离器。硅原子的外层能容纳8个电子，但在自然状态下只携带4个电子。这意味着还有4个电子的空间。如果一个硅原子与另一个硅原子接触，每个硅原子都会接收另一个原子的四个电子。这就形成了一个强大的键，但没有正电荷或负电荷，因为这八个电子满足了原子的需要硅原子可以结合多年形成一大块纯硅。这种材料被用来形成电池板。这是科学研究的切入点。两片纯硅在太阳能电池板，因为它们没有正电荷或负电荷。太阳能电池板是由硅和其他带正电荷或负电荷的元素结合而成的。例如磷，有五个电子可以提供给其他原子如果硅和磷以化学方式结合在一起，结果是稳定的八个电子和一个额外的自由电子。它不能离开，因为它与其他磷原子结合，但硅不需要它。因此，这种新的硅/磷板被认为是带负电荷的为了使电流流动，还必须产生正电荷。这是通过将硅与硼等元素结合来实现的，它只有三个电子可以提供，硅/硼板还有一个位置留给另一个电子，这意味着这个板带着正电荷，两个板夹在一起，中间有导线有了这两块板，现在是时候把太阳能电池板的太阳能方面引进来了。自然的阳光发出许多不同的能量粒子，但我们最感兴趣的是一个光子。光子基本上就像一个移动的锤子当太阳能电池的负极板与太阳成适当的角度时，光子会轰击硅/磷原子。最终，第九个电子，它无论如何都想自由，在外环上被击落。由于正硅/硼板将其吸引到自己外层带上的空位，这个电子不会长时间保持自由。随着太阳光子打断更多的电子，就会产生电能。一个太阳能电池产生的电能并不是很可观，但是，当所有的导线把自由电子从极板上抽离时，就有足够的电能来驱动低电流的电动机或其他电子设备。不管电子没有被使用或损失到空气中，都会被送回负极板，整个过程又开始了使用太阳能电池板的一个主要问题是其产生的电能与体积相比很小。一个计算器可能只需要一个太阳能电池，而一辆太阳能汽车则需要几千块。如果太阳能电池板的角度稍微改变一下，效率就会提高减少50%太阳能电池板的能量可以储存在化学电池里，但是通常一开始就没有太多多余的能量。同样的阳光提供光子也会产生更具破坏性的紫外线和红外线，最终导致电池板物理性能下降。电池板还必须暴露在破坏性的天气因素中，这也会严重影响效率许多资料来源还把太阳能电池板称为光伏电池，它提到了光（照片）在产生电压中的重要性，未来科学家面临的挑战是创造出更高效的电池板，这种电池板要小到能满足实际应用的需要，而且能在太阳光不可用的时候产生多余的能量太阳能电池板的尺寸和安装角度对它们能产生多少能量起着重要作用。