DIY光伏太阳能电池

解释

二极管通常用作电力的单向阀，太阳能电池只是一个特别优化的非常大的二极管。所以任何二极管都可以作为太阳能电池，尽管不是很有效。这就是为什么二极管必须用黑色塑料覆盖(否则当太阳出来时，它会开始向电路中注入各种奇怪的电压)。

当光

什么是二极管?

二极管是由硅或锗等半导体制成的，这些材料位于绝缘体和导体之间的边缘。纯半导体不导电，因为每个原子有4个电子，这是稳定的，但如果你稍微增加电子的数量，这些额外的电子可以很容易地四处移动并导电。

如果你移去一些电子，它们也会导电。这是因为当电子朝相反的方向运动时，空穴可以像滑动积木一样四处移动。最容易把空穴想象成一个虚正粒子。

你可以通过添加电子使半导体具有导电性。制造n型半导体。	或者通过移除一些产生可以像正电荷一样移动的洞。p型半导体。

将一块n型半导体与p型半导体相连接，就形成了二极管。

	如果你把p型半导体和n型半导体连接起来，电子会扩散到p型区域，空穴会扩散到n型区域。 这使电荷移动，使n型带正电，p型带负电。
	这意味着电子和空穴可以相遇，当它们相遇时，它们会相互湮灭，释放出一些能量。
	因此，二极管在结处留下一个没有载流子的区域，并且在结处留下一个电场。

如果这个耗尽区受到光的照射，能量可以用来把一个电子从原子上撞下来，产生一个自由电子和一个空穴。它们被拉向相反的方向，必须在电路周围流动，才能再次相遇，做有用的工作。

光击中耗尽区会产生电子和空穴，然后在电路周围流动。

为什么二极管是电的单向阀?

如果你对二极管的两侧施加电压，取决于它的方向，它将有一个非常不同的效果。

如果n型带正电而p型带负电，电子和空穴就会被从耗尽区拉出来，所以它就不导电了。	但是如果n型为负，p型为正，那么电子和空穴就会被推到一起，二极管就会导电。

兰迪·海什(Randy Heish)给我们发来了这些令人难以置信的照片，这些照片是他自己的二极管太阳能电池，其功率足以为一个时钟供电!

“伙计们，感谢本周的厨房科学:今年8月，我已经做了30年的工程师，从来没有意识到有一个很好的理由将二极管封装在黑色环氧树脂中-如果你必须在你的设计中包括光补偿，电路设计将更具挑战性:)这是我对你的实验的快速验证-不要嘲笑我的焊接工作-它完成得很快。你低估了这些二极管的“微功率”限制——这是真的，但仍然足够驱动手表。

上面的照片是在60W灯泡6英寸处拍摄的。我从4个1N400X二极管串联测量了大约1.2vdc。这样你就知道我没有作弊——没有电池!

顺便说一句，几年前我在Circuit Cellar杂志上发表了一篇题为“热电微发电”的文章(第113期):我使用带有散热器的peltier模块和蜡烛来产生“微功率”(大约0.5v, 125mA，我用来为小型AM/FM收音机供电)-相当多的功率，所以这个实验是最小微功率使用的。

再次感谢并继续保持良好的工作-一个非常有见地和发人深省的节目。”