再談光伏發電的基本原理

發佈日期: 2013 年 01 月 02 日 0:00 | 作者: | 分類: 綠能知識

光伏發電,其基本原理就是“光伏效應”。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。

光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子(光波)轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。有了電壓,就像築高了大壩,如果兩者之間連通,就會形成電流的回路。

光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。矽原子有4個電子,如果在純矽中摻入有5個電子的原子如磷原子,就成為帶負電的N型半導體;若在純矽中摻入有3個電子的原子如硼原子,形成帶正電的P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結後,空穴由N極區往P極區移動,電子由P極區向N極區移動,形成電流。

多晶矽經過鑄錠、破錠、切片等程式後,製作成待加工的矽片。在矽片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就形成P-N結。然後採用絲網印刷,將精配好的銀漿印在矽片上做成柵線,經過燒結,同時製成背電極,並在有柵線的面塗一層防反射塗層,電池片就至此製成。電池片排列組合成電池組件,就組成了大的電路板。一般在元件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設備,就可以組成發電系統。為了將直流電轉化交流電,需要安裝電流轉換器。發電後可用蓄電池存儲,也可輸入公共電網。發電系統成本中,電池組件約占50%,電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外50%。

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