什么是太阳能光伏发电
发表于：2022-10-15 发布者：江苏海天微电子股份有限公司
太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳电池的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转变为电能的一种发电方式。太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳电池，也叫光伏电池。光伏电池实际上是一块大面积的硅半导体器件。正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子周围的4个电子，当将硼或磷的杂质（元素）掺入到半导体硅晶体中时，因为硼原子周围只有3个电子，磷原子周围有5个电子，所以会产生如图1-2所示的带有空穴的晶体结构和带有多余电子的晶体结构，形成 P 型或 N 型半导体。
由于 P 型半导体中含有较多的空穴， N 型半导体中含有较多的电子，当 P 型和 N 型半导体，在两种半导体的交界面区域会形成一个特殊的薄层，薄层的 P 型一侧带负电，结合在一起时，型一侧带正电，形成了 PN 结。
当太阳光照射在光伏电池上时，其中一部分光线被反射，一部分光线被吸收，还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚的高能级状态下的电子，产生电子一空穴对，在 PN 结的内建电场作用下，电子、空穴相互运动, N 区的空穴向 P 区运动， P 区的电子向 N 区运动，使太阳电池的受光面有大量负电荷（电子）积累，而在太阳电池的背光面有大量正电荷（空穴）积累。若在电池两端接上负载，负载上就有电流通过，当光线一直照射时，负载上将有源源不断的电流流过。单片太阳电池就是一个薄片状的半导体 PN 结，在标准光照条件下，额定输出电压为0.5~0.55V。为了获得较高的输出电压和较大的功率容量，在实际应用中往往要把多片太阳电池连接在一起构成电池组件，或者用更多的电池组件构成光伏方阵，如图1-5所示。太阳电池的输出功率是随机的，不同时间、不同地点、不同光照强度、不同安装方式下，同一块太阳电池的输出功率也是不同的。
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