光电转换器的工作原理和特点。方案、说明

光伏装置。光电转换器的工作原理和特性。无线电电子电气工程百科全书

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太阳是重要的可再生且环保的能源。可以使用光伏（太阳能）电池将太阳能转换为电能。此类电池用于航天器、无线电信标和海洋导航浮标、自主通信网络以及计算器和电子玩具。

将太阳能转化为电能的光电（或光伏）方法是目前科学性和实用性最发达的方法。早在 30 世纪 1 年代，苏联物理学派创始人之一 A.F. Ioffe 院士就首次提请人们关注其在大规模电力工程中的应用前景。然而，当时太阳能电池的效率还没有超过20%。在随后的几十年里，得益于物理和技术领域的大量研究，这一数字增加到了 25-XNUMX%。

将阳光转化为电能的机制不同于其他发电方式。该方法的特点决定了其大规模使用的可能性和前景。

任何发电方法都必须具有电荷并提供电荷分离机制。在感应法中，金属导体的自由电荷被用来发电，并且它们的分离是由于导体在磁场中的运动而进行的。

在光伏发电方式中，结构部件不存在机械运动。它基于半导体材料的特性及其与光的相互作用。在光伏电池中，半导体与光相互作用而形成自由载流子，并在电池内部产生的电场的作用下分离。直到最近，几乎所有光伏电池都是由晶体硅制成，但现在其他材料的使用也越来越广泛。

光电效应现象基于光能（电磁辐射的能量）转化为电能。光电效应可分为三种类型：

1）外部——在光的影响下从物体表面拉出电子；

2）内部——半导体和电介质在光作用下电导率的变化；

3）锁定层——在导体和光敏半导体之间的边界处激发电动势。

为了转换电磁辐射的能量，实际上只能利用锁定层的光电效应（pn结处的光电效应）。

作者：马戈梅多夫 A.M.

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