一、太阳能发电
* S5 ~, J, H4 R0 @1 R- M$ F太阳能光发电包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。而光伏发电是当今太阳光发电的主流,拥有多种电池组件和形式,其中包括晶体硅片电池、薄膜电池、高效多结电池、第三代太阳能电池以及光伏发电系统平衡的组件;光感发电和光生物发电目前还处于原理性实验阶段;光化学发电具有成本低、工艺简单等优点,但是工作稳定性问题需要进一步解决。 因此,人们通常所说的太阳能光发电就单指光伏发电。
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二、太阳能电池板发电原理
3 H$ i0 S$ i/ x0 M$ i/ @3 @6 H- M单晶硅太阳能电池片 1 t; d( Q/ k3 T8 O9 I f
能产生光伏效应的材料有多种,如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光伏效应过程.P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。如下图所示,当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给了硅原子,使其电子发生了越迁,成为自由电子。自由电子在P-N结两侧集聚从而形成电位差,当外部接通电路时,在该电位差的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。
0 l j( m% c2 y$ a+ b3 d光伏效应原理图 7 f* W1 ~) [/ k) c7 M: K( ?- D
三、晶体硅片电池板
2 O- }1 {& A- l- R3 X% w晶体硅电池片组件的多层构造形式
% q/ S( A" }6 w1 L- z晶体硅片电池被称为第一代太阳能电池。 纯硅含有极少量的诸如硼和磷之类的元素。这些元素分别形成空穴型半导体和电子型半导体,而这两种半导体一旦接触将会产生内置电场。正是因为这种电场的存在,半导体装置就会释放出大量电子,电子通过晶体硅片电池将光能转换成电能。在实验室里测出单晶硅太阳能电池的最高转换效率为23%,而规模生产的单晶硅太阳能电池转换效率只有15%。
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