光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是較少受地域限制,因?yàn)殛柟馄照沾蟮?光伏系統(tǒng)還具有合格可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設(shè)同期短的優(yōu)點(diǎn)。
光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏應(yīng)原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(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部分組成,它們主要由電子元器件構(gòu)成,不涉及機(jī)械部件,所以,光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉,可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護(hù)簡便。理論上講,光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級(jí)電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的基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(jì)算器輔助電源等。
光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。硅原子有4個(gè)電子,如果在純硅中摻入有5個(gè)電子的原子如磷原子,就成為帶負(fù)電的N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)電子的原子如硼原子,形成帶正電的P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成電勢差,成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P-N結(jié)后,空穴由N極區(qū)往P極區(qū)移動(dòng),電子由P極區(qū)向N極區(qū)移動(dòng),形成電流。
多晶硅經(jīng)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(kuò)散微量的硼、磷等,就形成P-N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷,將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,,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。一般在組件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃。有了電池組件和其他輔助設(shè)備,就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉(zhuǎn)化交流電,需要安裝電流轉(zhuǎn)換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲(chǔ),也可輸入公共電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)成本中,電池組件約占50%,電流轉(zhuǎn)換器、安裝費(fèi)、其他輔助部件以及其他費(fèi)用占另外50%。