什么是太陽能光伏發電
發表于：2025-04-15 發布者：江蘇海天微電子股份有限公司
太陽能光伏發電的基本原理是利用太陽電池的光生伏打效應直接把太陽的輻射能轉變為電能的一種發電方式。太陽能光伏發電的能量轉換器就是太陽電池，也叫光伏電池。光伏電池實際上是一塊大面積的硅半導體器件。正電荷表示硅原子，負電荷表示圍繞在硅原子周圍的4個電子，當將硼或磷的雜質（元素）摻入到半導體硅晶體中時，因為硼原子周圍只有3個電子，磷原子周圍有5個電子，所以會產生如圖1-2所示的帶有空穴的晶體結構和帶有多余電子的晶體結構，形成 P 型或 N 型半導體。
由于 P 型半導體中含有較多的空穴， N 型半導體中含有較多的電子，當 P 型和 N 型半導體，在兩種半導體的交界面區域會形成一個特殊的薄層，薄層的 P 型一側帶負電，結合在一起時，型一側帶正電，形成了 PN 結。
當太陽光照射在光伏電池上時，其中一部分光線被反射，一部分光線被吸收，還有一部分光線透過電池片。被吸收的光能激發被束縛的高能級狀態下的電子，產生電子一空穴對，在 PN 結的內建電場作用下，電子、空穴相互運動, N 區的空穴向 P 區運動， P 區的電子向 N 區運動，使太陽電池的受光面有大量負電荷（電子）積累，而在太陽電池的背光面有大量正電荷（空穴）積累。若在電池兩端接上負載，負載上就有電流通過，當光線一直照射時，負載上將有源源不斷的電流流過。單片太陽電池就是一個薄片狀的半導體 PN 結，在標準光照條件下，額定輸出電壓為0.5~0.55V。為了獲得較高的輸出電壓和較大的功率容量，在實際應用中往往要把多片太陽電池連接在一起構成電池組件，或者用更多的電池組件構成光伏方陣，如圖1-5所示。太陽電池的輸出功率是隨機的，不同時間、不同地點、不同光照強度、不同安裝方式下，同一塊太陽電池的輸出功率也是不同的。
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