概念
我們知道,當太陽光照射到半導體上時,有一部分光子被表面反射掉,其餘部分要不被半導體吸收要不就被半導體透過,其中被吸收的光子,當然有一些變成熱,另一些光子則同組成半導體的原子價電子碰撞,于是産生電子一空穴對。這樣,太陽光能就以産生電子一空穴對的形式轉變為電能,再經過半導體内部的電場反應,産生一定的電流,如果把一塊一塊的電池半導體以各種方式連接起來則形成多股電流電壓,從而輸出功率。
發電原理
太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理 。
太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。
(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射産生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器将所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。
(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,将太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而将太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,産生電流。
當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽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點.太陽能電池壽命長,隻要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電、核能發電相比,太陽能電池不會引起環境污染。
優缺點
優點
太陽能發電被稱為最理想的新能源。
①無枯竭危險;
②安全可靠,無噪聲,無污染排放外,絕對幹淨(無公害);
③不受資源分布地域的限制,可利用建築屋面的優勢;
④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電;
⑤能源質量高;
⑥使用者從感情上容易接受;
⑦建設周期短,獲取能源花費的時間短。
缺點
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面積;
②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。以目前的科學技術來講,利用太陽能來發電,設備成本高,卻太陽能利用率較低,不能廣泛應用,目前主要用在一些特殊環境下,如衛星等。