太陽能發(fā)電屬于清潔能源，可能是未來人類的主要能源之一，而太陽能電池板作為當(dāng)今太陽能的主要發(fā)電形式，正在我們的生活中慢慢普及。例如計(jì)算器上的一塊很小的太陽能電池板。很多人會(huì)好奇，這樣一塊小板為什么遇到陽光就可以發(fā)電，它的工作原理是什么呢？
計(jì)算器上的一塊很小的太陽能電池板
最常用的太陽能電池類型是基于晶圓的晶體硅制成的薄膜太陽能電池，當(dāng)陽光照到太陽能電池板時(shí)，太陽能電池產(chǎn)生光伏效應(yīng)，將太陽光的能量轉(zhuǎn)化為電能。
光伏效應(yīng)是由埃德蒙-貝克勒爾于1839年首次發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)把鉑金電極上覆蓋著薄薄的氯化銀并浸泡在電解質(zhì)溶液中，在光的照射下產(chǎn)生了電流。他表明電流不是由熱引起的，而是由于光的作用形成的，這是第一個(gè)關(guān)于光伏效應(yīng)的報(bào)告。
后來，在1873年，威洛比-史密斯等人證實(shí)了硒的光伏現(xiàn)象。1883年，弗里茨制造了一個(gè)硒光電池，其中在硒上粘合了一層薄金膜。 轉(zhuǎn)換效率只有1%。 這一發(fā)明在20世紀(jì)60年代之前一直作為光學(xué)傳感器被廣泛使用，例如在相機(jī)曝光過程中。
而光電效應(yīng)是由海因里希-赫茲在1887年發(fā)現(xiàn)的。光電效應(yīng)拓展了光伏效應(yīng)，為理論化奠定了基礎(chǔ)。原理實(shí)質(zhì)上是因?yàn)椋饩哂?span id="tjil44k" class="wpcom_tag_link">粒子性，當(dāng)光照射到面板時(shí)，光粒子會(huì)沖擊硅晶體，使硅的共價(jià)鍵斷裂，從而激發(fā)出電子。
1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Calvin Fuller團(tuán)隊(duì)開發(fā)出帶有硅的太陽能電池。 轉(zhuǎn)換效率為6%，這是目前太陽能電池的原型。
現(xiàn)代商業(yè)化的太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率從15%到30%不等。但面板的效率仍然低于 “單一太陽能電池 “的效率。 這是因?yàn)樘柲茈姵刂g有一個(gè) 間隙，而這個(gè)間隙并不發(fā)電。所以如何提升太陽能電池板的發(fā)電效率，仍然是現(xiàn)在科學(xué)家需要思考的問題之一。
