光伏發(fā)電的原理
光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。
太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏效應
如果光線(xiàn)照射在太陽(yáng)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(jià)鍵中激發(fā)，以致產(chǎn)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(guò)空間電荷的電場(chǎng)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(dòng)。
通過(guò)界面層的電荷分離，將在P區和N區之間產(chǎn)生一個(gè)向外的可測試的電壓。此時(shí)可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對晶體硅太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，開(kāi)路電壓的典型數值為0.5～0.6V。通過(guò)光照在界面層產(chǎn)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(yáng)能電池中形成的電流也越大。
原理
太陽(yáng)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(chǎng)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(yáng)能電池的工作原理。
太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。
（1） 光—熱—電轉換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質(zhì)的蒸氣，再驅動(dòng)汽輪機發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程是熱—電轉換過(guò)程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。
（2） 光—電直接轉換方式該方式是利用光伏效應，將太陽(yáng)輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽(yáng)光能直接轉化為電能的器件，是一個(gè)半導體光電二極管，當太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì )把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)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(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(cháng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(cháng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì )引起環(huán)境污染。
