什么是太陽能光伏發(fā)電
發(fā)表于：2022-10-15 發(fā)布者：江蘇海天微電子股份有限公司
太陽能光伏發(fā)電的基本原理是利用太陽電池的光生伏打效應(yīng)直接把太陽的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方式。太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器就是太陽電池，也叫光伏電池。光伏電池實(shí)際上是一塊大面積的硅半導(dǎo)體器件。正電荷表示硅原子，負(fù)電荷表示圍繞在硅原子周圍的4個(gè)電子，當(dāng)將硼或磷的雜質(zhì)（元素）摻入到半導(dǎo)體硅晶體中時(shí)，因?yàn)榕鹪又車挥?個(gè)電子，磷原子周圍有5個(gè)電子，所以會(huì)產(chǎn)生如圖1-2所示的帶有空穴的晶體結(jié)構(gòu)和帶有多余電子的晶體結(jié)構(gòu)，形成 P 型或 N 型半導(dǎo)體。
由于 P 型半導(dǎo)體中含有較多的空穴， N 型半導(dǎo)體中含有較多的電子，當(dāng) P 型和 N 型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層，薄層的 P 型一側(cè)帶負(fù)電，結(jié)合在一起時(shí)，型一側(cè)帶正電，形成了 PN 結(jié)。
當(dāng)太陽光照射在光伏電池上時(shí)，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(fā)被束縛的高能級(jí)狀態(tài)下的電子，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，在 PN 結(jié)的內(nèi)建電場作用下，電子、空穴相互運(yùn)動(dòng), N 區(qū)的空穴向 P 區(qū)運(yùn)動(dòng)， P 區(qū)的電子向 N 區(qū)運(yùn)動(dòng)，使太陽電池的受光面有大量負(fù)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(fù)載，負(fù)載上就有電流通過，當(dāng)光線一直照射時(shí)，負(fù)載上將有源源不斷的電流流過。單片太陽電池就是一個(gè)薄片狀的半導(dǎo)體 PN 結(jié)，在標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際應(yīng)用中往往要把多片太陽電池連接在一起構(gòu)成電池組件，或者用更多的電池組件構(gòu)成光伏方陣，如圖1-5所示。太陽電池的輸出功率是隨機(jī)的，不同時(shí)間、不同地點(diǎn)、不同光照強(qiáng)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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