光伏发电原理及工作过程

　　光伏发电原理及工作过程

　　光伏发电是利用半导体界面的光伏效应将光能直接转换为电能的技术。主要由三部分组成：太阳能发电板（模块）、控制器和逆变器，主要由电子元器件组成。太阳能电池串联后，可以对其进行封装和保护，形成大面积的太阳能电池模块，然后与功率控制器等组件组合，形成光伏发电装置。

　　光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池 。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

　　如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

　　在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。

　　太阳能发电原理

　　太阳能发电最简单的原理就是我们所说的化学反应，即太阳能转化为电能。这个转化过程就是太阳能辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常叫做“光生伏打效应”，太阳电池就是利用这种效应制成的。

　　我们知道，当太阳光照射到半导体上时，有一部分光子被表面反射掉，其余部分要不被半导体吸收要不就被半导体透过，其中被吸收的光子，当然有一些变成热，另～些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子一空穴对。这样，太阳光能就以产生电子一空穴对的形式转变为电能，再经过半导体内部的电场反应，产生一定的电流，如果把一块一块的电池半导体以各种方式连接起来则形成多股电流电压，从而输出功率。

　　光伏发电原理

　　光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子照射金属时，其能量可以被金属中的电子完全吸收。电子吸收的能量足够大，足以克服金属的内部引力，并从金属表面逃逸出来成为光电子。硅原子有四个外电子。如果纯硅中掺杂了五个外电子的原子，比如磷原子，它就会变成一个n型半导体；如果纯硅中掺杂有三个外电子的原子，如硼原子，则形成p型半导体。当p型和n型相结合时，接触面将形成电位差，成为太阳能电池。当太阳照射在p-n结上时，电流从p型侧流向n型侧，形成电流。

　　太阳能光伏板的光电效应是指不均匀的半导体或半导体的不同部分与金属结合后，由于光的作用而产生电位差的现象。首先，这是一个光子（光波）转化为电子，光能转化为电能的过程；第二个是电压形成过程。

　　光伏发电系统的多晶硅经铸锭、断锭、切片等工序制成硅片进行加工。p-n结是通过在硅片上掺杂和扩散微量硼和磷形成的。然后，采用丝网印刷，将精心制备的银浆印刷在硅片上，形成网格线。烧结后，同时制作背电极，并在网格线表面涂覆一层减反射涂层。电池就是这样制成的。大电路板由电池芯片排列组合成电池组件而成。通常，铝框架包裹在组件周围，玻璃覆盖在前面，电极安装在后面。通过电池模块等辅助设备，可以形成光伏电站的发电系统。为了将直流电转换为交流电，需要安装电流转换器。发电后，可通过蓄电池储存或输入公共电网。在发电系统成本中，电池模块约占50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件和其他费用占50%。