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發電原理

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 [1] 。

一、太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，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——動—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—動再轉換成電終轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點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電效應，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；與火力發電相比，太陽能電池不會引起環境污染。

太陽能發電原理

太陽能發電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。

現在許多農村的房頂和山坡上都安裝著幾排光伏板，據說是國家大力扶持的光伏發電項目。只需要安裝幾塊光伏板，就能靠太陽能發電賺錢，再不濟可以發電自己用。這種光伏發電項目真的靠譜嗎？如果真的這么好，為什么城里很少安裝呢？

太陽能光伏發電原理

光生伏打效應在液體和固體物質中都會發生，但是只有固體（尤其是半導體PN結器件）在太陽光照射下的光電轉換效率較高。利用光生伏打效應原理制成晶體硅太陽能電池，可將太陽的光能直接轉換成為電能。太陽能光伏發電的能量轉換器是太陽能電池，又稱光伏電池，是太陽能光伏發電系統的基礎和器件。太陽能轉換成為電能的過程主要包括3個步驟：

(1)太陽能電池吸收一定能量的光子后，半導體內產生電子一空穴對，稱為“光生載流子”，兩者的電極性相反，電子帶負電，空穴帶正電。

(2)電極性相反的光生載流子被半導體PN結所產生的靜電場分離開。

(3)光生載流電子和空穴分別被太陽能電池的正、負極收集，并在外電路中產生電流，從而獲得電能。

太陽能光伏發電原理如下圖所示。當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量傳遞給硅原子，使電子發生躍遷，成為自由電子，在PN結兩側集聚形成電位差。當外部電路接通時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是光子能量轉換成電能的過程。