太陽能發電原理

太陽能發電原理

太陽能電池是利用半導體材料的光電效應,將太陽能轉換成電能的裝置。光生伏特效應:假設光線照射在太陽能電池上並且光在界面層被接納,具有足夠能量的光子可以在P型矽和N型矽中將電子從共價鍵中激起,致使發作電子-空穴對。界面層臨近的電子和空穴在複合之前,將經由空間電荷的電場結果被相互分別。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。經由界面層的電荷分別,將在P區和N區之間發作一個向外的可測試的電壓。此時可在矽片的兩邊加上電極並接入電壓表。對晶體矽太陽能電池來說,開路電壓的典型數值為0.5~0.6V。經由光照在界面層發作的電子-空穴對越多,電流越大。界面層接納的光能越多,界面層即電池面積越大,在太陽能電池中組成的電流也越大。

基本信息

發電原理

太陽能發電原理太陽能發電原理
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產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將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,將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於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並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,只要太陽存在,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

與常用的發電系統相比

優點

太陽能發電原理太陽能發電原理
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,絕對乾淨(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,不能廣泛套用,目前主要用在一些特殊環境下,如衛星

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