1. Fotovoltaïsche effect:
De basis van de conversie van zonnecelsenergie is het fotovoltaïsche effect van de PN-overgang op de halfgeleider. Wanneer licht invalt op de halfgeleider fotovoltaïsche inrichting, gaan fotonen met energie groter dan de silicium verboden bandbreedte door de anti-reflectiefilm in het silicium, en worden fotogeëereerde elektron-gatparen geëxciteerd in het N-gebied, het depletiegebied en de Regio P.
Depletiezone: Foto-gegenereerde elektronen - De gatparen worden onmiddellijk gescheiden door het ingebouwde elektrische veld nadat ze zijn gegenereerd in het uitputtingsgebied, de foto-gegenereerde elektronen worden naar het N-gebied gestuurd en de foto-gegenereerde gaten worden in het P-gebied gepusht. Volgens de depletiebenaderingsvoorwaarde is de dragerconcentratie aan de grens van het uitputtingsgebied ongeveer 0, dat wil zeggen, p = n = 0.
In de N-regio: door foto's gegenereerde elektronen - nadat het gatpaar is gegenereerd, diffundeert het gegenereerde foto-gat tot de grens van de pn-overgang. Zodra het de grens van de PN-overgang bereikt, wordt het onmiddellijk onderworpen aan het ingebouwde elektrische veld en wordt het door de elektrische veldkracht meegesleurd om het te laten drijven. Het gebied komt het P-gebied binnen en de door foto's gegenereerde elektronen (meerdere sub-) blijven achter in het N-gebied.
In de P-regio: de door foto's gegenereerde elektronen (kleine kinderen) komen het N-gebied als eerste binnen vanwege diffusie, en drijvend als gevolg van drift, en foto-gegenereerde gaten (meerdere sub-) blijven in het P-gebied. Aldus wordt een accumulatie van positieve en negatieve ladingen gevormd aan beide zijden van de pn-overgang, zodat het N-gebied overtollige elektronen opslaat, en heeft het P-gebied overmatige gaten. Daardoor wordt een door licht gegenereerd elektrisch veld met een ingebouwd elektrisch veld in de tegenovergestelde richting gevormd.
1. Naast het gedeeltelijk opheffen van het effect van het barrière-elektrische veld, maakt het foto-gegenereerde elektrische veld ook het P-gebied positief geladen, het N-gebied negatief geladen en de dunne laag tussen het N-gebied en het P-gebied genereert een elektromotorische kracht, wat het fotovoltaïsche effect is. Wanneer de batterij is aangesloten op een belasting, stroomt de fotostroom van de belasting van de P-zone naar de N-zone en wordt de vermogenuitvoer verkregen in de belasting.
2. Als de PN-overgang aan beide uiteinden open is, kan de elektromotorische kracht worden gemeten, die de nullastspanning Uoc wordt genoemd. De typische open circuitspanning voor kristallijne siliciumcellen is 0,5 tot 0,6V.
3. Als het externe circuit is kortgesloten, stroomt een fotostroom die evenredig is met de invallende lichtenergie door het externe circuit. Deze stroom wordt de padstroom Isc genoemd.
Factoren die van invloed zijn op fotostroom:
1. Hoe meer elektron-gatparen worden gegenereerd door het licht in de interfacelaag, hoe groter de stroom.
2. Hoe meer lichtenergie wordt geabsorbeerd door de interfacelaag, hoe groter het interfaceoppervlak, dwz hoe groter het batterijgebied, hoe groter de stroom die in de zonnecel wordt gevormd.
3. De N-zone, de uitputtingszone en de P-zone van de zonnecel kunnen door foto's gegenereerde dragers genereren;
4. De foto-gegenereerde dragers in elke zone moeten vóór de recombinatie door de depletiezone passeren om bij te dragen aan de fotostroom. Daarom moet de werkelijke foto-gegenereerde stroom rekening houden met verschillende factoren zoals opwekking en recombinatie, diffusie en drift in elke zone.