太阳能发电原理

太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，形成电流。 制作时，多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成P-N结。然后采用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电系统成本中，电池组件约占50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外50%。 太阳能电池芯片太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，自由电子（－）在N结聚集，空穴（＋）在P结聚集，当外部环路被闭合，电流产生。

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为： （一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。太阳能发电系统的设计需要考虑如下因素：Q1、 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？Q2、 系统的负载功率多大？Q3、 系统的输出电压是多少，直流还是交流？Q4、 系统每天需要工作多少小时？Q5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？Q6、 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？Q7、 系统需求的数量？

太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。(当然太阳能也可以产生热，称之为太阳能热发电）。

◎太阳能热发电(间接发电)

通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。

☞太阳能光发电可以分为光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。

◎光伏发电(直接发电)

利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式。光伏发电是当今太阳光发电的主流。

◎光化学发电(直接发电)

在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池，通过光能进行电解、催化反应来发电。目前得到实际应用的是光伏电池。

◎光感应发电(直接发电)

利用暴露于特定光照条件而产生的感应状况进行发电。

◎光生物发电(直接发电)

通过阳光下进行的生物作用发电，如光合发电，微生物发电等。

太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.光生伏特效应：假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使发作电子－空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场结果被相互分别。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。经由光照在界面层发作的电子－空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中组成的电流也越大。

一种装置，利用硅材料吸收光热然后转化为电能存储在电池里，就可以发出电力了。看似环保，实际上在制造硅材料的时候要消耗大量的电力——靠燃煤发电提供硅材料制造的能源。所以从产业链讲，根本就不环保。

题主想了解的是光伏效应的原理

先说光的特性，爱因斯坦对光是这样描述的，相对于平均时间，光表现波的特性，相对于瞬间时间，表现出粒子特性，这就是光的波粒二象性，虽然至今并没有捕捉到光子，但依此做为基础做研究的推论都得到证实。

然后说PN结，同一块半导体能掺杂，形成P区和N区，在两者界面，空穴和电子发生扩散和漂移，达到平衡后，形成内电场

再然后，PN结在光照情况下，接受光子，会产生光生载流子，也就是电子和空穴，这些光生载流子在内电场做用下，会分离，在p区积累光生空穴，N区积累光生电子，就这么着，产生了光生电场，就有了电压。对于硅晶半导体，这个电压大约0.5~0.6Ⅴ。把电压用电极引出来，串串并并就成电池了，做到玻璃板上，弄成一大片，串串并并，就有电了。

我自已都说迷糊了，你明白没?