光伏發電原理及工作過程

　　光伏發電原理及工作過程

　　光伏發電是利用半導體界面的光伏效應將光能直接轉換為電能的技術。主要由三部分組成：太陽能發電板（模塊）、控制器和逆變器，主要由電子元器件組成。太陽能電池串聯后，可以對其進行封裝和保護，形成大面積的太陽能電池模塊，然后與功率控制器等組件組合，形成光伏發電裝置。

　　光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池 。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

　　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。

　　在有光照（無論是太陽光，還是其它發光體產生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生“光生電壓”，這就是“光生伏特效應”。在光生伏特效應的作用下，太陽能電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。

　　太陽能發電原理

　　太陽能發電最簡單的原理就是我們所說的化學反應，即太陽能轉化為電能。這個轉化過程就是太陽能輻射能光子通過半導體物質轉變為電能的過程，通常叫做“光生伏打效應”，太陽電池就是利用這種效應制成的。

　　我們知道，當太陽光照射到半導體上時，有一部分光子被表面反射掉，其余部分要不被半導體吸收要不就被半導體透過，其中被吸收的光子，當然有一些變成熱，另～些光子則同組成半導體的原子價電子碰撞，于是產生電子一空穴對。這樣，太陽光能就以產生電子一空穴對的形式轉變為電能，再經過半導體內部的電場反應，產生一定的電流，如果把一塊一塊的電池半導體以各種方式連接起來則形成多股電流電壓，從而輸出功率。

　　光伏發電原理

　　光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。當光子照射金屬時，其能量可以被金屬中的電子完全吸收。電子吸收的能量足夠大，足以克服金屬的內部引力，并從金屬表面逃逸出來成為光電子。硅原子有四個外電子。如果純硅中摻雜了五個外電子的原子，比如磷原子，它就會變成一個n型半導體；如果純硅中摻雜有三個外電子的原子，如硼原子，則形成p型半導體。當p型和n型相結合時，接觸面將形成電位差，成為太陽能電池。當太陽照射在p-n結上時，電流從p型側流向n型側，形成電流。

　　太陽能光伏板的光電效應是指不均勻的半導體或半導體的不同部分與金屬結合后，由于光的作用而產生電位差的現象。首先，這是一個光子（光波）轉化為電子，光能轉化為電能的過程；第二個是電壓形成過程。

　　光伏發電系統的多晶硅經鑄錠、斷錠、切片等工序制成硅片進行加工。p-n結是通過在硅片上摻雜和擴散微量硼和磷形成的。然后，采用絲網印刷，將精心制備的銀漿印刷在硅片上，形成網格線。燒結后，同時制作背電極，并在網格線表面涂覆一層減反射涂層。電池就是這樣制成的。大電路板由電池芯片排列組合成電池組件而成。通常，鋁框架包裹在組件周圍，玻璃覆蓋在前面，電極安裝在后面。通過電池模塊等輔助設備，可以形成光伏電站的發電系統。為了將直流電轉換為交流電，需要安裝電流轉換器。發電后，可通過蓄電池儲存或輸入公共電網。在發電系統成本中，電池模塊約占50%，電流轉換器、安裝費、其他輔助部件和其他費用占50%。