为什么太阳光能变成电(2)
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为什么
与太阳能光热发电不同,光伏发电直接将阳光转变成电。科学家发现了一种能吸收阳光产生电能的半导体材料,它的这种特殊本领称为光伏效应。
光伏效应涉及两个最基本的过程,一个是电子‐空穴对的产生,另一个是电子‐空穴对的分离。
物质是分子构成的,分子是原子构成的,原子里有电子。半导体也是一种物质,它里面也有电子。当半导体中的电子吸收阳光后,获得能量,变得异常&ld;兴奋&rd;,就从低能量态&ld;跃&rd;到高能量态。于电子的离开,在低能量态的位置就留下了电子的一个&ld;空座位&rd;,科学家们给这个空座位起名叫作&ld;空穴&rd;。因为电子带负电荷,所以空穴就带正电荷。这就是电子‐空穴对的产生。
如果往水里加一点糖,就会变成糖水,加一点盐就会变成盐水。同样,如果在半导体里掺入两种不同的物质,例如加一点磷或者硼,半导体也会变成两种&ld;味道&rd;不同的半导体,一种称为型半导体,另一种则叫p型半导体。如果把型半导体和p型半导体接触在一起,界面上就会形成p结。p结界面上跨越着内建电场,能够将电子‐空穴对分离,指挥所有电子到型半导体这边&ld;集合&rd;,空穴则到p型半导体那边&ld;集合&rd;。这就是电子‐空穴对的分离。