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什么是光伏效应

文章来源:365bet手机客户端公司,时间:2017-08-25 09:57    点击量:

定义 

《GB/T 2900.1-2008电工术语 基本术语》定义:光伏效应是指通过吸收光子,在材料中两点间产生电位差的光电效应,是光电效应的一种。光伏效应是光生伏特效应的简称。

光电效应原理

当光照射到一个洁净的金属或半导体材料表面上时,入射光的频率v超过某一值时,就有明显的电子发射出。逸出的电子称为光电子。每个光量子具有能量hv其中h是普朗克常数,v是光的频率。在光辐照下,光子进入物体后与电子作用,如果电子是自由的,则吸收光子能量的电子,克服物体表面垒势阻挡而逸出物体表面进而产生光电子。

 

光电效应和光伏效应的区别

光电效应是指光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能的这类光致电变的现象。光电效应分为外光电效应和内光电效应。

 

外光电效应是指在光的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。又叫光电发射效应。

 

内光电效应指光照在物体上,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象。分为光电导效应和光生伏特效应(即光伏效应)。光电导效应是在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态,而引起材料电导率的变化的现象。即当光照射到光电导体上时,若这个光电导体为本征半导体材料,且光辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大。光生伏特效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

 

总体来说,光电效应和光伏效应区别有以下几点:

 

第一,从定义上来说,光电效应其实是光伏效应的前提,光伏效应是光电效应作用于半导体这一特殊场所,从而产生了电势差。

 

第二,材料上,产生光伏效应的材料只能是半导体,而光电发射效应材料可以是金属。

 

第三,光伏效应是少数载流子过程,是半导体中少数载流子吸收光子后在PN结两端产生电势差,而光电发射效应你是半导体或金属在光子激励下辐射出自由电子,并且克服表面势垒后逸出表面向外发射电子。

 

第四,光伏效应中载流子不能离开材料,后者可以离开材料。

 

第五,前者对于光谱有一定的吸收谱并且与光强有关,而后者存在截止波长电子逸出速度与光强无关,只有频率有关。

 

光伏效应的应用

光伏发电,太阳能发电都是光电效应的典型应用。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。



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