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技術(shù)文章

太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理

2009-02-17 18:27:42 來(lái)源：

物質(zhì)吸收光能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為光生伏打效應(yīng)。這種現(xiàn)象在液體和固體物質(zhì)中都會(huì)發(fā)生。但是，只有固體，尤其是半導(dǎo)體P—N結(jié)器件在太陽(yáng)光照射下的光電轉(zhuǎn)換效率較高。利用光生伏打效應(yīng)原理制成晶體硅太陽(yáng)能電池，可將太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)換成為電能，稱為光一電轉(zhuǎn)換，即太陽(yáng)能光伏發(fā)電。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽(yáng)能電池，又稱光伏電池，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心器件。當(dāng)太陽(yáng)光(或其他光)照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，太陽(yáng)能電池吸收光能，產(chǎn)生光生電子一空穴對(duì)。在電池內(nèi)建電場(chǎng)作用下，光生電子和空穴分離，電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應(yīng)”。若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載就有了“光生電流”流過(guò)，從而獲得功率輸出。這樣，太陽(yáng)的光能就直接變成了可以使用的電能。

太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為電能的過(guò)程主要包括3個(gè)步驟，即：

(1)太陽(yáng)能電池吸收一定能量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負(fù)電，空穴帶正電。

(2)電性相反的光生載流子被半導(dǎo)體P—N結(jié)所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)分離開(kāi)。

(3)光生載流子電子和空穴分別被太陽(yáng)能電池的正、負(fù)極收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。

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