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你知道太阳能电池板是如何发电的吗?

2022-11-06 08:20:30 762

摘要:一、太阳能发电太阳能光伏发电矩阵 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...

一、太阳能发电

太阳能光伏发电矩阵

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。

二、太阳能电池板发电原理

单晶硅太阳能电池片


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。


光伏效应原理图

三、晶体硅片电池板


晶体硅电池片组件的多层构造形式

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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