太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。

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　　客戶(hù)提問(wèn)：太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。

　　優(yōu)質(zhì)回答：

　　太陽(yáng)能電池是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。光生伏特效應(yīng)的基本過(guò)程：假設(shè)光線(xiàn)照射在太陽(yáng)能電池上并且光在界面層被接納，具有足夠能量的光子可以在P型硅和N型硅中將電子從共價(jià)鍵中激起，致使產(chǎn)生電子－空穴對(duì)。界面層臨近的電子和空穴在復(fù)合之前，將經(jīng)由空間電荷的電場(chǎng)作用被相互分別。電子向帶正電的N區(qū)而空穴向帶負(fù)電的P區(qū)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)由界面層的電荷分別，將在P區(qū)和N區(qū)之間形成一個(gè)向外的可測(cè)試的電壓。此時(shí)可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對(duì)晶體硅太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，開(kāi)路電壓的典型數(shù)值為0.5～0.6V。經(jīng)由光照在界面層產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)越多，電流越大。界面層接納的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽(yáng)能電池中形成的電流也越大。

　　發(fā)電原理

　　太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。

　　一、太陽(yáng)能發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。

　　（1）光—熱——動(dòng)—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(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)程是熱—動(dòng)再轉(zhuǎn)換成電終轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。

　?。?）光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染。

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