太阳能电池板的工作原理

         太阳能光伏电池是一种可以转化太阳能为电能的特殊装置，该装置利用了光伏效应原理。所谓光伏效应全称叫做半导体 PN 结的光生伏应，一旦光线照射物体，物体内部的电荷分布状态就会发生变化，进而有电流出现。

         太阳能光伏电池表面覆盖一层半导体薄片，这种薄片与金属薄膜极为相似。一旦阳光照射到半导体薄片，很大一部分太阳光就会被半导体所吸收。被半导体吸收的太阳光会转化为两种形式：一是转化为热能；二是产生空穴对。生成于 PN 结附近的载流子进入空间电荷区，在内部电场的作用下，电子流与空穴流分别进入 N 区和 P 区，导致 N 区与 P 区分别储存了过剩的电子和空穴，二者在 P—N 结附近形成光生电场（不同于势垒方向）。光生电场不仅使势垒电场减弱，而且还使 P 区和 N 区分别带上正电和负点，如此一来，电动势出现。

太阳能对便携式设备供电而言相当有吸引力，也一度广泛应用于计算器和航天飞行器等应用中。近期，我们正考虑将太阳能应用于包括移动电话充电器在内的更广泛的消费类产品应用中。

不过，太阳能电池板能提供的电力主要取决于工作环境，如光照强度、时间、地点等因素。电池通常用作能量存储设备，如果太阳能电池板能提供更多电力，就可给电池充电；如果太阳能电池板提供的电力不足，那么反过来电池就给系统供电。我们要如何设计锂离子电池充电器才能尽可能地利用太阳能电池并给锂离子电池充电呢？首先，我们来讨论太阳能电池的工作原理与电子输出特性，然后，我们再讨论电池充电系统的要求以及系统解决方案与太阳能电池特性相匹配的问题，从而尽可能地利用太阳能电池。

太阳能电池应用的理论基础

         太阳能电池发电原理：利用光伏发电，即通过一对有光响应的器件将光能转换成电能。太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组，光伏系统电池控制器，蓄电池和交直流逆变器等主要部件组成，其中的核心元件是光伏电池组和控制器。

         各部件在系统中的作用。光伏电池：光电转换。太阳能电池主要由晶硅材料做作成类似二极管中的 P-N 结，工作原理与二极管类似。在二极管中，推动 P-N 结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动 P-N 结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热。也就是通常所说的光电伏应原理。

         控制器：作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多，而我国目前使用的大都是设计较简单的控制器，其中智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。