太陽(yáng)能電池板發(fā)電原理

太陽(yáng)能電池是一種對(duì)光作出反應(yīng)并將光能轉(zhuǎn)化為電能的器件。有許多種材料可以產(chǎn)生光伏效應(yīng)，如單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、銦硒銅等，它們的發(fā)電原理基本相同。以晶體硅為例描述了光發(fā)電的過(guò)程。在P型晶體硅中摻雜磷可獲得n型硅，形成P≤N結(jié)。
當(dāng)光照射在太陽(yáng)電池表面時(shí)，部分光子被硅材料吸收；光子的能量被轉(zhuǎn)移到硅原子上，從而使電子發(fā)生躍遷，自由電子聚集在P≤N結(jié)兩側(cè)形成電位差。當(dāng)外部電路打開時(shí)，在電壓的作用下，會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這一過(guò)程的實(shí)質(zhì)是將光能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。
首先，太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光電轉(zhuǎn)換模式，另一種是光電直接轉(zhuǎn)換方式。
主要結(jié)果如下：(1)光熱電轉(zhuǎn)換利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能產(chǎn)生電能，通常由太陽(yáng)能集熱器來(lái)轉(zhuǎn)換吸收的熱能。
太陽(yáng)能板
用工作液代替蒸汽，然后驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前者為光熱轉(zhuǎn)換過(guò)程，后者為熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通火力發(fā)電過(guò)程相同。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率低、成本高，估計(jì)其投資至少是普通火電廠的5倍。一座1000兆瓦的太陽(yáng)能熱電站需要投資20至25億美元，1kW的平均投資為2000美元。因此，它適用于小型特殊場(chǎng)合，而且大規(guī)模使用在經(jīng)濟(jì)上不具有成本效益，不能與普通火力發(fā)電廠或核電廠競(jìng)爭(zhēng)。
(2)光與電之間的直接轉(zhuǎn)換方式是利用光電效應(yīng)將太陽(yáng)輻射直接轉(zhuǎn)換為電能，光電轉(zhuǎn)換的基本器件是太陽(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)換為電能的裝置。它是一種半導(dǎo)體光電二極管。當(dāng)太陽(yáng)光照射在光電二極管上時(shí)，光電二極管將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能并產(chǎn)生電流。當(dāng)許多電池串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，它們可以成為具有較大輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣。太陽(yáng)能電池是一種很有前途的新型電源，它具有持久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要有太陽(yáng)，太陽(yáng)能電池就可以投資使用很長(zhǎng)時(shí)間；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)能電池可以并駕齊驅(qū)，最大可達(dá)一千瓦中型電站，最小可達(dá)一個(gè)家用太陽(yáng)能電池組，這是其他電源無(wú)法比擬的。