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在P区中：的光生电子（少子）相同的先因为分散、后因为漂移而进入N区，光生空穴（多子）留在P区。如此便在P-N结两边构成了正、负电荷的堆集，使N区贮存了过剩的电子，P区有过剩的空穴。然后构成与内建电场方向相反的光生电场。
1.光生电场除了有些抵消势垒电场的效果外，还使P区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就发生电动势，这就是光生伏打效应。当电池接上一负载后，光电流就从P区经负载流至N区，负载中即得到功率输出。
2.若是将P-N结两头开路，能够测得这个电动势，称之为开路电压Uoc。对晶体硅电池来说，开路电压的典型值为0.5～0.6V。
3.若是将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称为短路电流Isc。
影响光电流的要素：
1.经过光照在界面层发生的电子-空穴对愈多，电流愈大。
2.界面层吸收的光能愈多，界面层即电池面积愈大，在太阳电池中构成的电流也愈大。
3.太阳能电池的N区、耗尽区和P区均能发生光生载流子；
4.各区中的光生载流子有必要在复合之前跳过耗尽区，才干对光电流有贡献，所以求解实践的光生电流有必要考虑到各区中的发生和复合、分散和漂移等各种要素。
太阳能电池等效电路、输出功率和填充因数
⑴ 等效电路
为了描绘电池的作业状况，往往将电池及负载体系用一个等效电路来模仿。
1.恒流源: 在稳定光照下，一个处于作业状况的太阳电池，其光电流不随作业状况而改变，在等效电路中可把它看做是恒流源。
2.暗电流Ibk : 光电流一有些流经负载RL，在负载两头建立起端电压U，反过来，它又正向偏置于PN结，导致一股与光电流方向相反的暗电流Ibk。
3.这样，一个抱负的PN同质结太阳能电池的等效电路就被绘制成如图所示。
4.串联电阻RS:因为前面和反面的电极触摸，以及资料自身具有必定的电阻率，基区和顶层都不可防止地要引进附加电阻。流经负载的电流经过它们时，必定导致损耗。在等效电路中，可将它们的总效果用一个串联电阻RS来表明。
5.并联电阻RSh:因为电池边缘的漏电和制作金属化电极时在微裂纹、划痕等处构成的金属桥漏电等，使一有些本应经过负载的电流短路，这种效果的巨细可用一个并联电阻RSh来等效。
当流进负载RL的电流为I，负载RL的端电压为U时，可得：
式中的P就是太阳能电池被照耀时在负载RL上得到的输出功率。
⑵ 输出功率
当流进负载RL的电流为I，负载RL的端电压为U时，可得：
式中的P就是太阳能电池被照耀时在负载RL上得到的输出功率。
当负载RL从0变到无穷大时，输出电压U则从0变到U0C，一起输出电流便从ISC变到0，由此即可画出太阳能电池的负载特性曲线。曲线上的任一点都称为作业点，作业点和原点的连线称为负载线，负载线的斜率的倒数即等于RL，与作业点对应的横、纵坐标即为作业电压和作业电流。
调理负载电阻RL到某一值Rm时，在曲线上得到一点M，对应的作业电流Im和作业电压Um之积最大，即： Pm=ImUm
通常称M点为该太阳能电池的最佳作业点（或称最大功率点），Im为最佳作业电流，Um为最佳作业电压，Rm为最佳负载电阻，Pm为最大输出功率。
⑶ 填充因数
1.最大输出功率与（Uoc×Isc）之比称为填充因数（FF），这是用以衡量太阳能电池输出特性好坏的重要目标之一。
2.填充因数表征太阳能电池的好坏，在必定光谱辐照度下，FF愈大，曲线愈“方”，输出功率也愈高。
4、太阳能电池的功率、影响功率的要素
⑴ 太阳能电池的功率:
太阳能电池受照耀时，输出电功率与入射光功率之比η称为太阳能电池的功率，也称光电变换功率。通常指外电路衔接最佳负载电阻RL时的最大能量变换功率。
在上式中，若是把At换为有用面积Aa（也称活性面积），即从总面积中扣减栅线图形面积，然后算出的功率要高一些，这一点在阅览国内外文献时应注重。
美国的普林斯最早算出硅太阳能电池的理论功率为21.7%。20世纪70年代，华尔夫（M.Wolf）又做过翔实的评论，也得到硅太阳能电池的理论功率在AM0光谱条件下为20%~22%，今后又把它修改为25%（AM1.0光谱条件）。
估量太阳能电池的理论功率，有必要把从入射光能到输出电能之间一切可能发作的损耗都核算在内。其间有些是与资料及工艺有关的损耗，而另一些则是由根本物理原理所决议的。
⑵ 影响功率的要素
综上所述，进步太阳能电池功率，有必要进步开路电压Uoc、短路电流ISC和填充因子FF这三个根本参量。而这3个参量之间往往是相互控制的，若是单方面进步其间一个，可能会因而而降低另一个，以至于总功率不只没进步反而有所降低。因而在挑选资料、描绘工艺时有必要全盘考虑，力求使3个参量的乘积最大。
1.资料能带宽度:
开路电压UOC随能带宽度Eg的增大而增大，但另一方面，短路电流密度随能带宽度Eg的增大而减小。成果可希望在某一个断定的Eg处呈现太阳电池功率的峰值。用Eg值介于1.2～1.6eV的资料做成太阳电池，可望抵达最高功率。薄膜电池用直接带隙半导体更为可取，因为它能在外表邻近吸收光子。
2.温度 :
少子的分散长度随温度的升高稍有增大，因而光生电流也随温度的升高有所添加，但UOC随温度的升高急剧降低。填充因子降低，所以变换功率随温度的添加而降低。
均衡的办法分类：充电均衡，放电均衡和动态均衡。
1.充电均衡在充电进程中后期,有些电池的容量很高，其单体电压现已超越设定的约束的时分(通常要比截止电压小)时,BMS操控均衡电路开端作业,操控这些容量满的电池少充，不充乃至是搬运能量，以到达在整个电池组的容量小的电池持续充电而且容量满电池不损坏的意图。
充电均衡的功用是避免电池组内的电池过充电，有些布局在放电运用中，能够会带来的某些负面影响。因为充电均衡只是确保了电池在充电中，容量最小的电池不过充，在放电进程中，它能开释的能量也是最小的，因而这些电池过度放电的能够性很大。若是BMS操控欠好的情况下，这些容量小的电池现已处于深度放电条件下，电池组的全体仍包含较高的能量(表如今电池组电压较高)。往往充电均衡需求与放电均衡一同运用。
2.放电均衡在电池组输出功率时,经过弥补电能约束容量低的电池放电，使得它单体电压不低于预设值(通常要比放电停止电压高一点)。
弥补一下：预设值是很难描绘的，与不一样的电池品种有很大的联系。两个重要参数充电截止电压和放电停止电压，均和电池温度，充放电流很关。
3. 动态均衡：作业与电池充电状况,放电状况态,仍是浮置状况(idle),可经过能量变换的办法完成组中单体电压的平衡,实时坚持附近的荷电程度。 事实上，关于idle状况的转化能够导致额定的能量耗费，因而需求慎重评价，不能把电池个人的能量转来转去，最终都变成热量耗费掉了，这是工程师最忌讳的均衡完满主义。打个比方是，削甘蔗，为了坚持每段的均匀，不断把长的削断，最终把所有的甘蔗都削没了。
事实上，这从BMS的操控期间上区分办法。
从拓扑上分：
断流(disconnection circuit):这是大家首要想到的最简略的办法，当单体电压在满意必定条件时，把单体电池的回路断开,并运用另一个开关进行旁路。关于电池组而言就需求组合成开关矩阵,动态改动电池组内单体之间的衔接布局,可运用的是继电器,智能功率开关。因为电流的实践巨细很大，使得这种办法关于开关的需求很高，从实践运用来看是最不实际的。自身这种办法也存在许多的局限性，它并没有初始期间去操控这种不平衡性。
分流(Shuntingmethod)和能耗型(Dissipative Method)，事实上运用了类似的布局，从本质上分流是归于能耗型的一有些。
分流是给每只电池增加一个额定的旁路抵偿设备,经过外部电阻的特性来抵偿电池的特性。 能耗性也是为单体电池供给并联电流支路,将电压过高的单体电池经过分流搬运电能到达均衡意图。它们的本质是经过能量耗费的办法约束单体电池呈现过高或过低的端电压，这是本钱最低的可行的办法，需求思考的难题同样是电阻的散热功率，电池组的能量损耗，开关的过流才能。
自动均衡办法也成为回馈(ACTIVE CELL BALANCING METHODS)经过能量变换器将单体之间的误差能量馈送回电池组或组中某些单体。
在这个方面有着各种的办法，运用电容，电感和变压器等器材进行能量的搬运，这里将独自进行具体的剖析和论述。有些文章里边也会区分为单向和双向，集中和涣散，其实差异不大。整体而言，自动均衡办法在本钱和作用上有着很大的文章和协调占洌谄鞑牡纳秆∩隙悦杌嬲咭蔡岢隽撕芨叩男枨螅扇送祭锉咂涫稻褪敲杌?nbsp;DC/Dc电源了。
关于太阳能电池光电转换原理及技术的介绍与说明
太阳能电池是以半导体资料为主，运用光电资料吸收光能后发作光电变换，使它发生电流，那么太阳能电池的作业原理是怎么样的呢？太阳能电池是经过光电效应或许光化学效应直接把光能转化成电能的设备。当太阳光照耀到半导体上时，其间一有些被外表反射掉，其余有些被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子磕碰，所以发生电子—空穴对。这样，光能就以发生电子—空穴对的方式转变为电能。
一、太阳能电池的物理根底
当太阳光照耀ｐ－ｎ结时，在半导体内的电子因为取得了光能而开释电子，相应地便发生了电 子——空穴对，并在势垒电场的效果下，电子被驱向型区，空穴被驱向Ｐ型区，然后使凡区有过剩的 电子，Ｐ区有过剩的空穴。所以，就在ｐ－ｎ结的邻近构成了与势垒电场方向相反的光生电场。
若是半导体内存在P—N结，则在P型和N型交界面两头构成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，然后使得N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P—N结邻近构成与势垒电场方向相反光的生电场。
制作太阳电池的半导体资料已知的有十几种，因而太阳电池的品种也许多。当前，技能最老练，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。下面咱们以硅太阳能电池为例，具体分析太阳能电池的作业原理。
1、本征半导体
物质的导电功能决议于原子布局。导体通常为贱价元素，它们的最外层电子很简单挣脱原子核的捆绑成为自由电子，在外电场的效果下发生定向挪动，构成电流。高价元素（如惰性气体）或高分子物质（如橡胶），它们的最外层电子受原子核捆绑力很强，很难成为自由电子，所以导电性极差，成为绝缘体。常用的半导体资料硅（Si）和锗（Ge）均为四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么简单挣脱原子核的捆绑，也不像绝缘体那样被原子核捆绑的那么紧，因而其导电性介于二者之间。
将纯洁的半导体经过必定的工艺进程制成单晶体， 即为本征半导体。晶体中的原子在空间构成摆放规整的点阵，相邻的原子 构成共价键。
晶体中的共价键具有极强的结合力，因而，在常温下，仅有极少量的价电子因为热运动（热激起）取得满足的能量，然后挣脱共价键的捆绑变成为自由电子。与此一起，在共价键中留下一个空穴。原子因失掉一个价电子而带正电，或许说空穴带正电。在本征半导体中，自由电子与空穴是成对呈现的，即自由电子与空穴数目持平。
自由电子在运动的进程中若是与空穴相遇就会添补空穴，使两者一起不见，这种表象称为复合。在必定的温度下，本征激起所发生的自由电子与空穴对，与复合的自由电子和空穴对数目持平，故抵达动态平衡。
能带理论：
1、单个原子中的电子在绕核运动时，在各个轨迹上的电子都各自具有特定的能量；
2、越接近核的轨迹，电子能量越低；
3、依据能量最小原理电子总是优先占有最低能级；
4、价电子所占有的能带称为价带；
5、价带的上面有一个禁带，禁带中不存在为电子所占有的能级；
6、禁带之上则为导带，导带中的能级就是价电子挣脱共价键捆绑而成为自由电子所能占有的能级；
7、禁带宽度用Eg表明，其值与半导体的资料及其所在的温度等要素有关。T=300K时，硅的Eg=1.1eV；锗的Eg=0.72eV。
2、杂质半导体
杂质半导体：经过分散工艺，在本征半导体中掺入少量杂质元素，便可得到杂质半导体。
按掺入的杂质元素不必，可构成N型半导体和P型半导体；操控掺入杂质元素的浓度，就可操控杂质半导体的导电功能。
N型半导体： 在纯洁的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之替代晶格中硅原子的方位，就构成了N型半导体。
因为杂质原子的最外层有五个价电子，所以除了与其周围硅原子构成共价键外，还多出一个电子。多出的电子不受共价键的捆绑，成为自由电子。N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度，故称自由电子为大都载流子，空穴为少量载流子。因为杂质原子能够供给电子，故称之为施主原子。
P型半导体：在纯洁的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之替代晶格中硅原子的方位，就构成了P型半导体。
因为杂质原子的最外层有三个价电子，所以当它们与其周围硅原子构成共价键时，就发生了一个“空位”，当硅原子的最外层电子添补此空位时，其共价键中便发生一个空穴。因而P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。因杂质原子中的空位吸收电子，故称之为受主原子。
未来电池的走向究竟是往哪个方向走?
在智能手机和平板电脑横行的年代，我们不难看到这样的现象，人们无时无刻不拿着手机或者平板在手中玩耍，或发短信刷微博、看电影/浏览网页，直到手中设备铅酸电池用完自动关机为止。如果设备在关键的时候没电，那是最令人扫兴的事情，如果设备在你需要打电话求助的时候没电，那是最无助的时刻。
为了避免这些不愉快的时刻，用户购买手机时都会考虑铅酸电池容量和设备的续航能力如何。而手机生产商也注意到了这一点，在促销设备时，也都会以铅酸电池容量和续航能力作为重要的卖点。
你是怎样解决铅酸电池续航问题的？
无论是在 Wi-Fi 网络下工作，还是 3G 网络，或是 LTE 网络，智能手机或者平板电脑铅酸电池能量都消耗的很快，但是它们的充电速度却远跟不上需求。虽然现在有报道称韩国正在研发一种能够使锂铅酸电池充电速度比当前速度快 120 倍的方法，但是这种方法还在研发阶段，距离实际应用还有很长一段距离。
为了应急，不少人会选择购买一块外接铅酸电池或者一些便携的发电装置，在采用这种临时解决方案的同时，也有人希望未来有一种铅酸电池可以替代传统锂铅酸电池，保证更长时间的续航能力。
颠覆传统的未来铅酸电池 锂铅酸电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等特点，目前被广泛应用在各种电子设备当中，但是，除了传统锂铅酸电池之外，还有其他更好的铅酸电池吗?
● 柔性太阳能铅酸电池
几年来，柔性屏幕成为了科技热词，据传首款采用柔性屏幕的三星智能手机有望在明年下半年亮相。虽然屏幕是柔性的，但是它只能保证设备屏幕更加柔韧，而无法保证整个设备可以肆意弯曲，这其中有铅酸电池的原因，因为目前的锂铅酸电池还无法随意弯曲。
想要整个设备可以随意弯曲，或许柔性太阳能铅酸电池 Super Battery 可以帮上大忙。它可以随意折叠弯曲，而且充电非常方便，把它展开放在阳光下即可充电，在解决柔性问题的同时，还解决了充电续航的问题。
● 20年寿命氚铅酸电池
氚铅酸电池最大的特点就是超长寿命、超抗压抗震能力、超强抗低温高温能力。它的寿命长达20年，所能够承受的温度范围为零下 50 摄氏度——150 摄氏度，在极度气温环境下正常工作毫无压力。目前世界首个氚铅酸电池 nanoTritium已经由美国佛罗里达州 City Labs 实验室成功研发。
● 会呼吸的锂铅酸电池
锂空气铅酸电池是 IBM 公司新提出的一种铅酸电池解决方案，主要是通过吸入和放出氧气的方式提供能量。这种铅酸电池呼入的氧气分子可同铅酸电池负极上的锂电子进行反应，然后将锂离子转化成过氧化锂，释放出电子。这种铅酸电池的性能是锂离子铅酸电池的 10 倍，而且体积更小，重量更轻，如果应用在移动设备上，设备的续航能力将会更长。
● 低成本糖铅酸电池
糖要怎样才能成为可提供能量的铅酸电池?日本科学家发现了一种用糖来为铅酸电池提供动力的新方法。科学家们将糖放至一个无氧炉中加热至 1500 摄氏度，让它形成低碳电力，糖能够提供极为丰富的碳电力，而且成本非常低廉。
● 最环保木制铅酸电池
其实这是一种采用木质素材料制成的铅酸电池，木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。现在科学家能够将木质素与具有导电性的高分子聚吡咯(polypyrrole)合并在一起，木质素作为绝缘体，聚吡咯作为导体，担当储存电荷的角色，最终制造出最环保的铅酸电池。据了解，大量的木质素可在造纸废料中找到。
● 哪一种铅酸电池最靠谱？
考虑到三星将在 CES 展上展出一款 5.5 英寸柔性屏幕，柔性手机成为未来的发展趋势，柔性的太阳能铅酸电池或许是最可行的铅酸电池解决方案，它除了柔韧之外，充电也非常方便，没电的时候直接将它展开放在阳光下即可。这样一来，外出手机没电的时候也不用担心，只要有太阳就万事大吉。
另外，氚铅酸电池和锂空气铅酸电池也是比较可行的解决方案，不过锂空气铅酸电池距离技术成熟还有很长一段时间，至少要等到 2020 年以后才有可能会率先应用在汽车领域上，随后再应用到消费类移动电子设备上。相比之下，氚铅酸电池或许来的更快一些，世界上首个氚铅酸电池已经成功研发，体积很小，最大的优点是寿命长和抗恶劣天气能力强。
售价 1000 美元，目前这个氚铅酸电池的电压为 2.4V，电流 50~350 nano amps，功率最多只有 840 奈瓦——这表明它还不能应用到手机等领域，但可以用于手表、助听器、心脏起搏器这些小型电子设备上。在售价方面，一块氚铅酸电池的预计售价约为 1000 美元，售价过高。不过随着氚铅酸电池的一步步发展，手机、电脑等困扰人们已久的问题一定会得到相应解决，售价也会慢慢降低下来。
