光伏太陽能發(fā)電是利用半導體界面的光生伏應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝維護可構成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就構成了光伏發(fā)電安裝。光伏太陽能發(fā)電的優(yōu)點是較少受地域限制,由于陽光普照大地;光伏系統(tǒng)還具備牢靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)電供電及建立同期短的優(yōu)點。
光伏太陽能發(fā)電是依據光生伏應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不管是獨立應用還是并網發(fā)電,光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板(組件)、控制器和逆變器三大局部組成,它們主要由電子元器件形成,不涉及機械部件,所以,光伏發(fā)電設施極為精煉,牢靠穩(wěn)定壽命長、裝置保護簡便。理論上講,光伏發(fā)電技術可以用于任何需求電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的根本元件是太陽能電池(片),有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。單晶和多晶電池用量很大,非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。
光伏太陽能發(fā)電的主要原理是半導體的光電效應。硅原子有4個電子,如果在純硅中摻入有5個電子的原子如磷原子,就成為帶負電的N型半導體;若在純硅中摻入有3個電子的原子如硼原子,構成帶正電的P型半導體。當P型和N型聯合在一起時,接觸面就會構成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照耀到P-N結后,空穴由N極區(qū)往P極區(qū)移動,電子由P極區(qū)向N極區(qū)移動,構成電流。
多晶硅經過鑄錠、破錠、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就構成P-N結。然后采納絲網印刷,將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,經過燒結,同時制成背電極,并在有柵線的面涂一層防反射涂層,電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件,就組成了大的電路板。普通在組件周圍包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面裝置電極。有了電池組件和其他輔助設施,就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉化交流電,需求裝置電流轉換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲,也可輸入公共電網。發(fā)電系統(tǒng)本錢中,電池組件約占50%,電流轉換器、裝置費、其他輔助部件以及其他費用占另外50%。