电池是如何将太阳能转化为电能的呢
人们随处可见太阳能电池，包括卫星和 计算器。太阳能计算器不需要安装电池，有 的甚至不设置“关闭”键。当阳光充足，计算 器就能摄取运行所需要的能量。那些应急道 路指示牌、电话亭、浮标或停车场照明的光能 往往来源于大型的太阳能电池即太阳能电池 板。 那么，这些电池是如何将太阳能转化为 电能的呢？
计算器和卫星上的太阳能电池是光电池 或组件（电路将一组电池连接并固定于一个 外框里）。光电器件直接将阳光转化为电能。 过去，光电器件只在太空中应用，而现在情况 却迥然不同。 现在光电器件已走进千家万 户。那么，光电器件的工作原理是怎样的呢？
半导体的另一用途是制作光电池。其 中，硅是最常用的半导体...全部
人们随处可见太阳能电池，包括卫星和 计算器。太阳能计算器不需要安装电池，有 的甚至不设置“关闭”键。当阳光充足，计算 器就能摄取运行所需要的能量。那些应急道 路指示牌、电话亭、浮标或停车场照明的光能 往往来源于大型的太阳能电池即太阳能电池 板。
那么，这些电池是如何将太阳能转化为 电能的呢？
计算器和卫星上的太阳能电池是光电池 或组件（电路将一组电池连接并固定于一个 外框里）。光电器件直接将阳光转化为电能。 过去，光电器件只在太空中应用，而现在情况 却迥然不同。
现在光电器件已走进千家万 户。那么，光电器件的工作原理是怎样的呢？
半导体的另一用途是制作光电池。其 中，硅是最常用的半导体。一般情况下，当光 照射到电池上，半导体物质会吸收一部分光。 同时，半导体也吸收了光能。
能量导致了松 散的电子的结构，便于自由移动。光电池里 一般有一个或多个电场存在，这些电场能使 吸收光能的自由电子朝着特定的方向运动。 电子的流动产生电流，如果将金属触点安装 在光电池的顶部和底部，电流就可以被输出 并使用。
比如说，这股电流可以使一个计算 器正常工作。这股电流与电池电压（由电池 的一个或多个电场所产生）相乘，可得到太阳 能电池的功率，即单位时间内该电池产生的 全部能量。
以上只是光电池的基本原理，它有着广 泛的应用。
下面，就让我们来深入地了解一 种光电池:单晶硅电池。
具有不良导电性的纯硅被晶体结构锁住 了所有电子，因而其所有电子是不能自由移 动的。而“掺杂”的方法可改变硅的属性，使 其成为导体。将磷或硼添加到硅中，就能获 得N型或P型硅。
当N型和P型硅相接时，令人惊奇的变化就发生了。在二者的交界面，会有一道屏 障形成，进而形成电场，将两边分开。
其实，每个光电池至少有一个电场。如 果缺少电场，电池将停止工作。当N型和P 型硅接触时，电场就形成了。
在N型硅的一 侧是一直在寻找空穴的自由电子，而在P型 硅的一侧又有这样的空穴，因此N型硅的电 子流会迅速填满P型硅的空穴。
在空穴被电子填满前，整个硅晶体的电 荷是中性的。硅电子的负电荷与磷原子里质 子的正电荷电性刚好中和了。
电子的空位 (空穴）与硼原子里质子的空位作用相互抵 消。但是，在N型和P型硅交界的地方电子 流入空穴，就打破了这种中性电荷的状况。 那么，空穴会被自由电子填满吗？并不会。 如果情况真是这样，光电池就不会这么有用 了。
真实的情况是，自由电子和空穴混合并 形成一道屏障，而且这道屏障会随着流入空 穴的电子数的增加而增厚，从而会形成一个 电场将两侧分开，最终达到平衡。
电场就像一个二极管，促使（甚至推动） 电子从P型硅的一侧流动到N型硅的一侧，但是不能反向操作。
这就像爬山：电子可以 轻易地“下山”（到达N型硅的一侧），却无法 “上山”（到达P型硅的一侧）。
因此，电子在这个作用类似二极管的电 场中只能作单向移动。那么，当电池受到光 照时，
将会有什么现象发生呢？
当光照向太阳能电池时，光子中的光能 会把电子和空穴对拆开。
通常，携带能量的光子释放一个电子，自 由空穴就形成了。如果在交界面附近发生这 种情况，或者在此区域内刚好有一个自由电 子和一个自由空穴，在电场的作用下，电子就 会进入N型硅一侧，而空穴就会进入P型硅 一侧。
这样，电荷平衡将遭到进一步破坏。 如果此时出现一条外部的电流通路，电子就 会从这条通路返回它们初始的位置（P型硅
的一侧）。在返回途中如果P型硅里有自由 空穴，自由'电子就会与之结合。电子的流动 产生电流，电池的电场形成电压。
那么，电流 和电压就会产生电能！
硅的反射性很强，所以它闪闪发光。因 此在光下，硅因反射大量光而降低电池的光 能利用率。出于对这种情况的考虑，人们在 电池的顶部涂上了抗反射涂层，能使反射耗 损低于5%。
生产太阳能电池的最后一个步骤是:安 装玻璃盖板，以预防电池与其他物质发生反 应。光电池组是把一些电池(通常是36个） 连接成组，产生有效的电压和电流，用结实的 外壳固定住电池，再在电池背面盖上玻璃盖 板并装上正负电极。收起
