ew的小天地 室内光源和太阳光的区别在哪里,室内光可以驱动太阳能设备吗?

室内光源和太阳光的区别在哪里,室内光可以驱动太阳能设备吗?

请问室内光源和太阳光的区别在哪里,室内光可以驱动太阳能设备吗?

答:

室内光源和太阳光的不同主要在于光谱分布不同。我们知道光其实是一种电磁波,而电磁波可以有不同的波长;对于不同的光,其组成中不同波长的电磁波的“含量”不同,通过光谱分析的方法,可以得到不同波长的电磁波的“含量”,这一含量用光照强度(也就是能量)来表示。下图给出了日光和几种常见室内光源的光谱,我们可以很清楚地看到其光谱组成大不相同。

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至于说室内光能不能驱动太阳能设备,要回答这个问题首先需要说明“太阳能设备”的工作原理。一般太阳能设备是指硅光电池,而硅光电池的工作原理是所谓的“光生伏特效应”:当光照射到硅光电池上时,光的能量会被电池吸收(严格的说,是光子能量被硅晶格吸收),从而使正负电荷(电子受激跃迁形成自由电子,留下带正电的空穴)分离并在电池两端聚集,电池内部产生电场,从而形成电势差。如果用导线将电池的两端接起来,那么由于电势差的存在,就会有电流流过导线(这时的电流称为短路电流)。要使光子的能量能够被吸收,需要光的波长满足一定条件,对于硅光电池而言,波长需要在400~1100nm的范围内才能被有效吸收。结合上图,我们发现太阳光和室内光都满足这一条件,所以室内光也能驱动太阳能设备。值得说明的是,不同波长的光,其光能被电池吸收转化为电能的比率是不一样的。同等光照强度下,不同波长λ对应的短路电流()大小如下图所示:

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参考文献:

[1]王殿元,王庆凯,彭丹,吴杏华,曾玮,郭艳艳,王佃文.硅太阳能电池光谱响应曲线测定研究性实验[J].物理实验,2007(09):8-10.

[2]宋爱琴.硅光电池特性的研究[J].实验室科学,2011,14(02):102-104.

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