一、光伏太陽(yáng)能電池板原理

 

太陽(yáng)能電池是一種能對(duì)光做出反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)化為電能的裝置。產(chǎn)生光伏效應(yīng)的數(shù)據(jù)有很多種，如:單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、硒、銦、銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)在以晶體硅為例來(lái)描述光電發(fā)電的過(guò)程。將p型晶體硅與磷摻雜得到n型硅，形成p-n結(jié)。

 

當(dāng)光線照射到太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一些光子被硅數(shù)據(jù)吸收。光子的能量被轉(zhuǎn)移到硅原子上，硅原子使電子躍遷，成為p-n結(jié)兩邊的自由電子。電位差就形成了。當(dāng)外部電路接通時(shí)，會(huì)有電流通過(guò)外部電路，在這個(gè)電壓的作用下產(chǎn)生一定的輸出功率。這一過(guò)程的實(shí)質(zhì)是把光子能量轉(zhuǎn)換成電能。

 

 

 

太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方法，一種是光-熱-電轉(zhuǎn)換法，另一種是光-電直接轉(zhuǎn)換法。

 

(1)光熱電轉(zhuǎn)換法是利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電。太陽(yáng)能集熱器一般將吸收的熱能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的蒸汽，然后帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前道工序?yàn)楣鉄徂D(zhuǎn)換工序;后者是一個(gè)熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程，類(lèi)似于傳統(tǒng)的火力發(fā)電。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是功率低，成本高。一個(gè)1000MW的太陽(yáng)能熱電站的需求是20到25億美元，而統(tǒng)一1kW的成本是2到2500美元。因此，它適用于小規(guī)模的特殊場(chǎng)合，而大規(guī)模應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)上并不劃算，也無(wú)法與一般的火電站或核電站相匹敵。

 

(2)直接光電轉(zhuǎn)換法這種方法是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換的基本裝置是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。這是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。當(dāng)太陽(yáng)照射在光電二極管上時(shí)，光電二極管將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能，并產(chǎn)生電流。當(dāng)許多電池串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，就可以形成輸出功率較大的太陽(yáng)能電池陣列。太陽(yáng)能電池是一種很有前途的新型能源，具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):持久性、清潔性和靈活性。與火力發(fā)電和核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)造成環(huán)境污染。太陽(yáng)能電池可用于大、中、小型電站，從容量為100萬(wàn)千瓦的中型電站到只能供一個(gè)家庭使用的太陽(yáng)能電池組，是其他電源無(wú)法比擬的。