光伏太陽能的發(fā)電原理分析概述目錄TOC\o"1-3"\h\u5672光伏太陽能的發(fā)電原理分析概述 .5太陽能電池的發(fā)電原理太陽能電池與其他新能源的發(fā)電原理有一定的差別。太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的一種設(shè)備，它不需要利用發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，也不需要通過電解質(zhì)來傳遞導(dǎo)電離子，而是利用半導(dǎo)體產(chǎn)生的P-N結(jié)來獲得電位并產(chǎn)生電流。當(dāng)有大量的光子照射到P-N結(jié)時，這些帶著能量的光子被電子吸收，會有更多的電子擺脫共價鍵的束縛，形成自由電子。在勢壘電壓的作用下，電子定向移動到N區(qū)，空穴定向移動到P型，這樣在二極管外部便形成了一個與勢壘電場方向相反的光生電場。此時，在該半導(dǎo)體兩側(cè)接入電路，便會形成電流，產(chǎn)生電能[12]。圖1.8形象地示意了照射到光伏電池表面的入射光線的各種作用情況。圖1.8光伏電池受光照情況如圖1.8所示，①是指在電池表面被反射回去的一部分光線；②它代表光子被吸收到細胞表面并形成電子-空穴對，其中大部分是具有高吸收系數(shù)的短波光。然而，電子-空穴對在到達P-N結(jié)之前被附近的電子-空穴復(fù)合迅速減少，因此它們對光生電動勢沒有貢獻。③代表的是P-N結(jié)附近吸收的部分光產(chǎn)生了電子-空穴對，這是使光伏電池有效發(fā)電的“有用光”。這些光生不平衡載流子在P-N結(jié)漂移下產(chǎn)生光生電動勢；④表示的是當(dāng)光輻射到遠離P-N結(jié)的電池深部時被吸收的光，與光②相同，雖然可以產(chǎn)生電子-空穴對，但它們在到達P-N結(jié)之前被重新組合，只有一部分能產(chǎn)生光生電動勢；⑤表示的是被電池吸收，由于能量較小，不能產(chǎn)生電子-空穴對的那部分光線，只能加熱光伏電池，使其溫度上升；⑥表示的是沒有被電池吸收而透射過去的少部分光線。由此可見，光線③在產(chǎn)生光生電動勢時起到了至關(guān)重要的作用。所以如果不斷增加其所占入射光線的比例，便可以提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率[13]。光電轉(zhuǎn)換效率是指受光照的光伏電池所產(chǎn)生的最大輸出功率與入射到該電池受光幾何面積上全部輻射功率的百分比。光伏電池等效電路圖的理想形式見圖1.9。圖1.9光伏電池等效電路[14]當(dāng)太陽能電池接收到太陽光照時，首先光子會通過反射防止膜，然后照射到P-N結(jié)的表面，這些光子的能量被轉(zhuǎn)移成為導(dǎo)帶電子，使它脫離軌道而產(chǎn)生大量的自由電子。這些電子的移動又產(chǎn)生了光電流，也就是在P-N接合處產(chǎn)生電位差。如果我們用導(dǎo)線將太陽能電池與一