一、太阳能电池原理

工作原理：

太阳能电池内部存在P-N结，当P-N结处于平衡状态时，在P-N结处形成耗尽层，存在由N区到P区的势垒电场。当太阳光入射的能量大于硅禁带宽度的时候，射入电池内部的太阳光子，把电子从价带激发到导带，产生一个电子-空穴对。电子-空穴对随即被势垒电场分离，电子和空穴被分别推向N区和P区，并向P-N结交接面处扩散，当到达势垒电场边界时，受势垒电场的作用，电子留在N区，空穴留在P区，形成内建电场。而由于内建电场的作用，N区中的空穴和P区中的电子被分别推向对方区域，使N区积累了过剩的电子，P区积累了过剩的空穴，即在P-N结两侧形成了与势垒电场方向相反的光生电动势，当接入负载后，就会产生电流流出。

 Solar cell power is generated using the photovoltaic effect of semiconductors. When a semiconductor is exposed to a light source of suitable intensity, a large number of pairs of an electron and a positive hole are generated as a result of the reciprocal action between photons and silicon atoms.

    At a p/n junction between two different semiconductor materials, the electrons are diffused in the n-type material and the positive holes are scattered in the p type material. They are then collected at both electrodes respectively, resulting in a voltage difference between the electrodes.When an external load is connected, electricity flows through the load. In this way, an a-Si solar cell converts light energy into electricity and supplies power to external loads.

光谱效应

·Sunlight spectral(AM-1.5)⇒太阳光谱

·红色线⇒不定形硅太阳能电池的分光特性

·蓝色线⇒结晶类硅的分光特性

·绿色线⇒人眼睛的感光度

·淡蓝色线⇒白荧光

晶体硅和无定形硅对太阳光谱的分光特性有明显差异。

无定形硅偏向于人眼感光的波长，晶体硅偏向于红外

各类光源的光照强度以及光照强度对太阳能电池输出特性的影响

单节太阳能电池稳定输出电压为0.6V 为保证对手机锂离子电池的充电，必须串联7节左右, 如图(左); 及其在标准太阳光强度下的输出特性图(右)：

对于手机 到底可以从太阳能电池中获得多少可用可用能量：

以上面的54mmX53mm的尺寸来说明问题（该面积相当于常规翻盖手机的背部面积）：

由于锂离子电池充电的时候有4.20V的精准限压要求， 所以必须在上述太阳能电池输出端额外加载限压电路。

搭建好电路以后，在各种光照强度下经过实测， 得到如下数据： 

三、实用性评价

1. 温升

太阳能电池必须暴晒才能获得较好的输出能力，太阳下暴晒势必带来温升问题。比如在汽车前窗位置使用太阳能电池，很容易使电池表面问题超过60℃。

一旦超过60℃，太阳能电池的输出能力会明显下降。同时，对于出在其下面的手机电池来说，锂离子电池是禁止在超过60℃的条件下充电的；在高温下充电会对电池性能产生很大的影响，轻者降低电池寿命，重则会使电池发鼓，终结其使用性。

2. 输出能力

从上面的数据已经可以看到， 只有在暴晒的情况下， 手机太阳能电池才有微弱的充电能力， 经实测

晴天下充电5小时=90mAh

如在室内充电5小时=1mAh都不足.

可见，在天气不好或者在室内情况下，太阳能电池就是一个摆设。

对于手机这种随身移动的终端产品，让它时时刻刻照射在太阳低下，且保持90度的照射角度是不可能的。

所以，以目前的硅太阳能转换效率和手机产品的特殊性来讲，太阳能电池手机注定只是一个名词解释

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文: Gumphe  2010-2-25

参考文献: sanyo公司Amorton硅太阳能电池资料