太陽(yáng)能電池的基本原理？太陽(yáng)能電池的原理是一個(gè)物理過(guò)程，其中光照射到合適的半導(dǎo)體器件上，并被轉(zhuǎn)換成電能。這個(gè)原理可以預(yù)測(cè)太陽(yáng)能電池的極限，估算損耗和功率。光子撞擊太陽(yáng)能電池板，被半導(dǎo)體材料吸收。太陽(yáng)能電

太陽(yáng)能電池的基本原理？

太陽(yáng)能電池的原理是一個(gè)物理過(guò)程，其中光照射到合適的半導(dǎo)體器件上，并被轉(zhuǎn)換成電能。

這個(gè)原理可以預(yù)測(cè)太陽(yáng)能電池的極限，估算損耗和功率。光子撞擊太陽(yáng)能電池板，被半導(dǎo)體材料吸收。

太陽(yáng)能電池的原理是光子打到太陽(yáng)能電池板上，被半導(dǎo)體材料吸收。電子(帶負(fù)電荷的載流子)吸收光子，離開(kāi)原子核，在物質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電流。通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，電子只能單向流動(dòng)。許多元件組合成一個(gè)陣列，將足夠的光能轉(zhuǎn)化為直流電使用。

太陽(yáng)能板的工作原理與結(jié)構(gòu)圖？

太陽(yáng)能電池又稱(chēng)“太陽(yáng)能芯片”或“光伏電池”，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體片。單塊太陽(yáng)能電池不能直接用作電源。作為電源，必須將幾塊單體太陽(yáng)能電池串聯(lián)、并聯(lián)，緊密封裝成組件。

太陽(yáng)能電池板(又稱(chēng)太陽(yáng)能電池組件)多個(gè)太陽(yáng)能電池的組裝是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是最重要的部分。

太陽(yáng)能原理

原則：

陽(yáng)光照射在半導(dǎo)體pn結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)。在pn結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴從N區(qū)流向P區(qū)，電子從P區(qū)流向N區(qū)。電路接通后，就形成了電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。太陽(yáng)能發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光-熱-電轉(zhuǎn)換，另一種是光電直接轉(zhuǎn)換。

(1)光-熱-電轉(zhuǎn)換模式利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電。一般太陽(yáng)能集熱器將吸收的熱能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)蒸汽，然后驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程就是熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程。

(2)光電直接轉(zhuǎn)換是指通過(guò)光電效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能量直接轉(zhuǎn)換為電能，光電轉(zhuǎn)換的基本器件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。它是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。當(dāng)太陽(yáng)光照射到光電二極管上時(shí)，光電二極管會(huì)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多電池串聯(lián)或并聯(lián)后，就可以成為一個(gè)輸出功率比較大的太陽(yáng)能電池陣列。

太陽(yáng)能電池板的組成和功能

目前，晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最重要的光伏材料，市場(chǎng)份額超過(guò)90%,在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將是太陽(yáng)能電池的主流材料。

長(zhǎng)期以來(lái)，多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)一直掌握在美國(guó)、日本、德國(guó)等3個(gè)國(guó)家7家公司的10家工廠手中，造成技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷。

多晶硅的需求主要來(lái)自半導(dǎo)體和太陽(yáng)能電池。根據(jù)純度要求不同，可分為電子級(jí)和太陽(yáng)能級(jí)。其中電子級(jí)多晶硅約占55%,太陽(yáng)能級(jí)多晶硅約占45%。

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，太陽(yáng)能電池多晶硅需求增速高于半導(dǎo)體多晶硅。預(yù)計(jì)到2008年，太陽(yáng)能多晶硅的需求將超過(guò)電子多晶硅。

1994年全球太陽(yáng)能電池總產(chǎn)量只有69MW，2004年已經(jīng)接近1200MW，短短10年增長(zhǎng)了17倍。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)將在21世紀(jì)上半葉超過(guò)核電成為最重要的基礎(chǔ)能源之一。

太陽(yáng)能電池板的工作原理

(a)太陽(yáng)能電池如何工作？

晶體N/P太陽(yáng)能電池的工作原理：當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密結(jié)合連接在一起時(shí)，在它們之間的界面處形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)光伏電池受到太陽(yáng)光照射時(shí)，P-N結(jié)兩側(cè)積累正負(fù)電荷，產(chǎn)生光伏電壓和內(nèi)建電場(chǎng)，稱(chēng)為“光伏效應(yīng)”。從理論上講，此時(shí)如果從內(nèi)置電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極，連接到適當(dāng)?shù)呢?fù)載上，就會(huì)形成電流，在負(fù)載上獲得功率。太陽(yáng)能電池模塊是一種固體器件，它利用

(2)太陽(yáng)能系統(tǒng)的基本組成

如上圖所示，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能控制器和蓄電池(組)組成。如果輸出電源是220伏或110伏交流電，還需要一個(gè)逆變器。

(3)各部分的功能是：

太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最有價(jià)值的部分。它的作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)化為電能，或送至蓄電池儲(chǔ)存，或推動(dòng)負(fù)載工作。

太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對(duì)蓄電池起到過(guò)充保護(hù)和過(guò)放保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具有溫度補(bǔ)償功能。其他附加功能，如光控開(kāi)關(guān)和時(shí)控開(kāi)關(guān)，對(duì)于控制器來(lái)說(shuō)應(yīng)該是可選的。

蓄電池：一般鉛酸電池，或者鎳氫電池、鎳鎘電池或者鋰電池都可以用在小微系統(tǒng)中。它的作用是在有光的時(shí)候儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池板發(fā)出的電能，然后在需要的時(shí)候釋放出來(lái)。

逆變器：太陽(yáng)能的直接輸出一般是12VDC，24VDC，48VDC。為了給220VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，因此需要使用DC-交流逆變器。效率是選擇逆變器的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。效率越高，光電元件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的過(guò)程中產(chǎn)生的功率損耗就越少?？梢哉f(shuō)，逆變器的好壞決定了發(fā)電系統(tǒng)的效率，是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心。

(D)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮的主要因素：太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)用在什么地方？這個(gè)地區(qū)的太陽(yáng)輻射情況如何？