可以得到P型半导体和N型半导体，将两种半导体直接接触连在一起，就得到了半导体PN结。 当PW结受到光照时，PN结内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应[1]。当 太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，会产生光生电压。 能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化稼，硒铟铜等。它们的 发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 当太阳光线照射太阳电池表面由P,N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上 时，一部分光子被硅材料吸收：光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，形成新的空穴 由·电子对.在p一n结电场的作用下，空穴由n区流向P区，电子由P区流向n区，形成内建静 电场。如果从内建静电场的两侧引出电极并接上适当负载，就会产生一定的电压和电流，对外部 电路产生一定的输出功率[2]。这个过程的实质是：光子的能量转换成电能的过程。 太陽光 量流 n型半導瞪 00090a位 一電極 p型半導船 图1.太阳能电池工作原理 2.2纳米蝶翅结构捕获光原理 在一些深色蝴蝶刚刚被发现的时候，人们对蝶翅上的黑色了解比较有限，认为这只是色素吸收 了光的作用所导致的，但是随着研究手段的进步，人们发现了蝶翅表面结构吸光的奥秘。以山兰 凤蝶为例，这种蝴蝶不只是通过化学色素吸收方式吸收光，更是通过一种物理方式，即一种特别 的光学手段来使其黑色部分显得更黑，因为它包含黑色素的微细鳞片结构能“捕捉”住光，由此 创造出一种比黑色还黑的“超黑”。研究者发现，山兰凤蝶翅膀中的微细鳞片结构是排列成许多 直径不超过1μm的小凹坑。这种结构能够最大限度地利用介质光折射率的不同而“捕捉”光。 光通过2种不同折射率的介质时，会发生折射和虚化现象，其中一些光会被“捕捉”在密度较大 的介质中。水对s气的光折射率之比为1.3：1，而山兰凤蝶机体组织对空气的光折射率之比为 1.6:1,这就使其中的色素能最大限度地吸收光[3,4]。 科学家经过研究发现，这些具有“捕捉光”结构的蝶翅可以有效降低蝶翅对光的反射率，从而 使蝶翅上有此结构的区域变成超黑色。此外，复杂的三维结构有增加了光程，使得被反射出的光 越来越少，这也是一个结构吸光的另一个重要的原理[5]。在这两个原理的共同作用下，光的反 射会被进一步的削弱。可以得到 P 型半导体和 N 型半导体，将两种半导体直接接触连在一起，就得到了半导体 PN 结。 当 PN 结受到光照时，PN 结内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应[1]。当 太阳光或其他光照射半导体的 PN 结时，就会在 PN 结的两边出现电压，会产生光生电压。 能产生光伏效应的材料有许多种，如:单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化稼，硒铟铜等。它们的 发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 当太阳光线照射太阳电池表面由 P, N 型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的 P-N 结上 时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，形成新的空穴 由·电子对.在 p-n 结电场的作用下，空穴由 n 区流向 P 区，电子由 P 区流向 n 区，形成内建静 电场。如果从内建静电场的两侧引出电极并接上适当负载，就会产生一定的电压和电流，对外部 电路产生一定的输出功率[2]。这个过程的实质是:光子的能量转换成电能的过程。 图 1. 太阳能电池工作原理 2.2 纳米蝶翅结构捕获光原理 在一些深色蝴蝶刚刚被发现的时候，人们对蝶翅上的黑色了解比较有限，认为这只是色素吸收 了光的作用所导致的，但是随着研究手段的进步，人们发现了蝶翅表面结构吸光的奥秘。以山兰 凤蝶为例，这种蝴蝶不只是通过化学色素吸收方式吸收光，更是通过一种物理方式，即一种特别 的光学手段来使其黑色部分显得更黑，因为它包含黑色素的微细鳞片结构能“捕捉”住光，由此 创造出一种比黑色还黑的“超黑”。研究者发现，山兰凤蝶翅膀中的微细鳞片结构是排列成许多 直径不超过 1 μm 的小凹坑。这种结构能够最大限度地利用介质光折射率的不同而“捕捉”光。 光通过 2 种不同折射率的介质时，会发生折射和虚化现象，其中一些光会被“捕捉”在密度较大 的介质中。水对 s 气的光折射率之比为 1.3:1,而山兰凤蝶机体组织对空气的光折射率之比为 1.6:1，这就使其中的色素能最大限度地吸收光[3, 4]。 科学家经过研究发现，这些具有“捕捉光”结构的蝶翅可以有效降低蝶翅对光的反射率，从而 使蝶翅上有此结构的区域变成超黑色。此外，复杂的三维结构有增加了光程，使得被反射出的光 越来越少，这也是一个结构吸光的另一个重要的原理[5]。在这两个原理的共同作用下，光的反 射会被进一步的削弱