太陽能光伏發電原理

    太陽能光伏發電的基本原理是利用光伏電池的光生伏打效應直接把太陽的輻射能轉變為電能的一種發電方式。太陽能光伏發電的能量轉換器就是光伏電池，也叫太陽能電池。當太陽光照射到由P、N型兩種不同導電類型的同質半導體結構的光伏電池上時，其中一部分光線被反射，一部分光線被吸收，還有一部分光線透過了電池片。被吸收的光能激發被束縛的高能級狀態下的電子，產生電子-空穴對，在PN結的內建電廠作用下，電子，空穴相互運動，N區的空穴向P區運動，P區的電子向N區運動，這使光伏電池的受光面有大量的負電荷積累，而在電池的被光面有大量正電荷積累，若在電池兩端接上負載，負載上就有電流通過。當光線一直照射時，負載上將有電流源源不斷地流過。

    單片光伏電池就是一個薄片狀的半導體PN結。標準光照條件下，額定輸出電壓為0.48V為了獲得較高的輸出電壓和較大的功率容量，往往要把多片光伏電池連接在一起使用。光伏電池的輸出功率是隨機的，不同時間、不同地點、不同安裝方式下，同一塊光伏電池的輸出功率也是不同的。

    太陽能光伏發電系統根據運行模式，分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。

    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。太陽能電池發電的原理是光生伏打效應。當太陽能(或其他光)照射到太陽能電池上時，電池吸收光能，產生光生電子-空穴時。在電池內建電場作用下，光生電子和空穴被分離，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生‘光生電壓’，這就是‘光生伏打效應’，若在內建電場的兩側引出電極并接上負載，則負載就有‘光生電流’流過，從而獲得功率輸出。這樣，太陽的光能就直接變成了可以付諸實用的電能。

可把上述太陽能電池將光能轉換成電能的工作原理概括為如下3個主要過程:1太陽能電池吸收一定能量的光子后，半導體內產生電子-空穴對，稱為‘光生載流子’，兩者的電性相反，電子帶負點，空穴帶正電；2電性相反的光生載流子被半導體p-n結所產生的靜電場分離開；3光生流子電子和空穴分別被太陽能電池的正丶負極所收集，并在外電路中產生電流，從而獲得電能。

太陽能發電被稱為理想的新能源。①無枯竭危險；②安全可靠，無噪聲，無污染排放外，干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優勢；④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電；⑤能源質量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦建設周期短，獲取能源花費的時間短。