如何制造太阳能电池.PDF

如何製造太陽能電池 篇名 如何製造太陽能電池 作者 張翔喻 。國立大里高中。二年十一班 1/9 如何製造太陽能電池 壹●壹●前言前言 壹壹●●前言前言 未來可能面臨能源缺乏的危機 ，所以太陽能發電成為未來的趨勢，因其能量來源 為太陽 ，只須在地球上建立轉換機械，且此能源並不會造成污染或危害，即可充 分運用此種目前取之不盡的能源 。但是要如何才能製出轉換機器呢？首先要了解 太陽能發電的原理再來製作 ，再加上材料還有技術配合 ，方能製出完善的機器。 貳●貳●正文正文 貳貳●●正文正文 ㄧ、原理 太陽能電池是種可以把能量轉換的光電物質 ，其是由P 型和 N 型半導體所接合 形成 。半導體的基本材料為矽(Si)，矽原本不是導體所以不導電 ，但如果摻雜不 同的雜質 ，即可形成P 型和 N 型半導體 。當P 型及 N 型半導體互相接觸 ，N 型 半導體中的電子會湧入 P 型半導體中以填補其內的電洞 。在P-N 接面附近 ，因 為電子－電洞的結合形成一個載子空乏區，P 型及 N 型半導體中也因而分別帶有 負、正電荷 ，形成一個內建電場。當太陽光照射這 P-N 結構時 ，P 型和 N 型半 導體 會因吸收太陽光而產生電子－電洞對 ，且由於空乏區所提供的內建電場，可 使半導體中所產生的電子在電池內流動 ，所以若經由電極把電流引出 ，即可形成 一個太陽能電池 。（註一） （圖一）太陽能電池構造 2/9 如何製造太陽能電池 （圖二）太陽能電池發電原理 二、半導體 01. N 型半導體 如在純矽中摻入五價的原子(例如磷原子)，這個雜質原子會取代矽原子的位置 。 但是 ，當有5 個價電子的磷原子與鄰近的矽原子形成共價鍵時 ，會多出1 個自由 電子 ，此時這個自由電子是一個帶負電的載子 。我們可以把這個提供自由電子的 雜質原子稱為施體 ，而把摻雜施體的半導體稱為N 型半導體 。（註ㄧ） 3/9 如何製造太陽能電池 （圖三）N 型半導體 02. P 型半導體 如在純矽中摻入三價的原子(例如硼原子)，這個雜質原子會取代矽原子的位置 。 但是因為硼原子只可提供 3 個價電子與鄰近的矽原子形成共價鍵 ，因此會在硼原 子的周圍產生 1 個空缺 ，這個空缺就被稱為電洞 ，電洞可以當成一個帶正電的載 子。我們常把這個提供電洞的雜質原子稱作受體 ，把摻雜受體的半導體稱為P 型半導體 。（註一） （圖四）P 型半導體 三、材料 太陽的輻射光譜大部分以可見光為中心 ，分佈範圍從0.3 微米的紫外光至數微 米的紅外光為主 ，如換算成光子的能量，大約在 0.4eV(電子伏特)到 4eV 之間 ， 當光子之能量小於半導體的能隙 ，則光子不被半導體吸收，此時半導體對光子來 說是透明的 。相反地，當光子的能量大於半導體的能隙時，相當於半導體能隙的 4/9