光伏發電的原理

?網絡 ????|???? ?2021-04-16 13:12
  光伏效應
  
  如果光線照射在太陽能電池上并且光在界面層被吸收,具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激發,以致產生電子-空穴對。界面層附近的電子和空穴在復合之前,將通過空間電荷的電場作用被相互分離。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。
  
  通過界面層的電荷分離,將在P區和N區之間產生一個向外的可測試的電壓。此時可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說,開路電壓的典型數值為0.5~0.6V。通過光照在界面層產生的電子-空穴對越多,電流越大。界面層吸收的光能越多,界面層即電池面積越大,在太陽能電池中形成的電流也越大  。
  
  光伏發電的原理
  
  太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結內建電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
  
  光—電直接轉換方式該方式是利用光伏效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長,只要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電、核能發電相比,太陽能電池不會引起環境污染。
  
  光伏發電的主要具體原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。硅原子有4個外層電子,如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導體;若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子,形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結后,空穴由P極區往N極區移動,電子由N極區向P極區移動,形成電流。
 
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