太陽能電池板是對光做出反應(yīng)的設(shè)備,可以將光能轉(zhuǎn)化為電能。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有很多種,比如:單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、硒銦銅等等。他們發(fā)電的原理基本相同。現(xiàn)在我們將以晶體硅為例來描述光伏發(fā)電的過程。磷型晶體硅可以摻磷得到氮型硅,從而形成磷氮結(jié)。當光照射到太陽能電池表面時,一些光子被硅材料吸收。光子能量轉(zhuǎn)移到硅原子上,導致電子越來越多的運動成為自由電子,聚集在pn結(jié)兩側(cè)形成電勢差。電路外接時,在這個電壓的作用下,電流會流過外接電路,產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的本質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)化為電能的過程。
1、光熱電轉(zhuǎn)換法利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般太陽能集熱器將太陽能電池板吸收的熱能轉(zhuǎn)化為工業(yè)蒸汽,然后驅(qū)動汽輪機發(fā)電。前者是光熱轉(zhuǎn)換過程。后一種過程是熱電轉(zhuǎn)換過程,和普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點是效率低,成本高。估計它的投資至少比普通火力發(fā)電廠貴5-10倍。一座1000兆瓦的太陽能熱電站需要投資20-25億美元,平均1 kW投資2000-2500美元。所以適合小規(guī)模的特殊場合,大規(guī)模利用則不經(jīng)濟,無法與普通火力發(fā)電廠或核電廠競爭。2、光電直接轉(zhuǎn)換模式該模式利用光電效應(yīng)將太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換為電能。光電轉(zhuǎn)換的基本設(shè)備是太陽能電池。太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。這是一個半導體光電二極管。光照在光電二極管上,光電二極管會將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,產(chǎn)生電流。當許多電池串聯(lián)或并聯(lián)時,它們可以成為輸出功率相對較大的太陽能電池陣列。太陽能電池板是一種很有前途的新型電源,具有三大優(yōu)點:永久、清潔靈活。太陽能電池使用壽命長。只要太陽存在,太陽能電池就可以長期投資使用。與火力發(fā)電和核能發(fā)電的庭院燈底座相比,太陽能電池不會造成環(huán)境污染。太陽能電池可以是大的、,也可以是小的,從容量100萬千瓦的中型電站到只用于一個家庭的太陽能電池,這是其他能源無法比擬的。