淺析太陽能光伏發(fā)電是什么原理!
從太陽能是什么到太陽能應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)講解,相信很多人對(duì)太陽能有了一個(gè)大概的了解了,下面太陽能光伏板廠家為大家說說太陽能應(yīng)用技術(shù)中的光伏發(fā)電的原理!
光伏效應(yīng)在液體和固體物質(zhì)中都有發(fā)生,但只有固體(尤其是半導(dǎo)體PN結(jié)器件)在太陽光下光電轉(zhuǎn)換效率更高。晶體硅太陽能電池是利用光伏效應(yīng)原理制成的,可以直接將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池,又稱光伏電池,是太陽能光伏組件系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心器件。太陽能轉(zhuǎn)換成為電能的過程主要包括3個(gè)步驟:
①太陽能電池吸收一定能量的光子后,半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子一空穴對(duì),稱為“光生載流子”,兩者的電極性相反,電子帶負(fù)電,空穴帶正電。
②電極性相反的光生載流子被半導(dǎo)體PN結(jié)所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)分離開。
③光生載流電子和空穴分別被太陽能電池的正、負(fù)極收集,并在外電路中產(chǎn)生電流,從而獲得電能。
當(dāng)光照射到太陽能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收,光子的能量轉(zhuǎn)移到硅原子上,使電子發(fā)生躍遷,成為自由電子,聚集在PN結(jié)兩側(cè)形成電勢(shì)差。當(dāng)外電路接通時(shí),在這個(gè)電壓的作用下,會(huì)有電流流過外電路,產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的本質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)化為電能的過程。
在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,系統(tǒng)的總效率η由太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率、控制器效率、電池效率、逆變器效率和負(fù)載效率決定。目前太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率只有17%左右。因此,提高太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率,降低光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的單位功率成本,是太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。自從太陽能電池出現(xiàn)以來,晶體硅一直保持著作為主要材料的主導(dǎo)地位。目前對(duì)硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的研究主要集中在擴(kuò)大能量吸收面(如利用雙面電池減少反射)、利用吸雜技術(shù)和鈍化技術(shù)提高硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率、使電池超薄化等方面。