光伏發(fā)電原理介紹演講人：日期:CATALOGUE目錄01020304基礎(chǔ)概念解析發(fā)電效率影響因素組件與設(shè)備構(gòu)成核心技術(shù)原理0506未來發(fā)展趨勢(shì)典型應(yīng)用場(chǎng)景基礎(chǔ)概念解析01光伏效應(yīng)定義半導(dǎo)體在受到光照射時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為“光伏效應(yīng)”。光伏效應(yīng)光伏效應(yīng)最早由法國(guó)物理學(xué)家阿萊克斯·貝克勒爾于1839年發(fā)現(xiàn)。光伏效應(yīng)發(fā)現(xiàn)利用光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。光伏發(fā)電010302光伏效應(yīng)是光伏發(fā)電、光電探測(cè)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。光伏效應(yīng)應(yīng)用04發(fā)電系統(tǒng)組成模塊光伏電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的核心部件，由半導(dǎo)體材料制成。01光伏電池板由多個(gè)光伏電池組成的組件，可輸出較高的直流電壓。02逆變器將光伏電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以供電網(wǎng)使用。03控制器對(duì)光伏系統(tǒng)的充放電過程進(jìn)行控制，保護(hù)電池免受過充或過放損害。04光子吸收光伏電池中的半導(dǎo)體材料吸收光子，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。電子躍遷在光子的激發(fā)下，電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，形成自由電子。電荷分離在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，自由電子和空穴分別向兩極移動(dòng)，形成電動(dòng)勢(shì)。電流產(chǎn)生當(dāng)外部電路接通時(shí)，光伏電池即可輸出電流，完成光能到電能的轉(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)換基本過程核心技術(shù)原理02主要使用P型和N型半導(dǎo)體材料，通過摻入不同雜質(zhì)來改變材料的導(dǎo)電性能。半導(dǎo)體材料工作機(jī)制半導(dǎo)體類型半導(dǎo)體材料的禁帶寬度決定了其吸收光子的能量范圍，禁帶寬度越窄，吸收光子的能量越低。禁帶寬度在P型半導(dǎo)體中，空穴為多數(shù)載流子，而在N型半導(dǎo)體中，電子為多數(shù)載流子，當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合時(shí)，會(huì)形成PN結(jié)，阻礙載流子的自由運(yùn)動(dòng)。載流子運(yùn)動(dòng)光生伏打效應(yīng)實(shí)現(xiàn)路徑光子吸收當(dāng)光子照射到半導(dǎo)體材料表面時(shí)，光子會(huì)被半導(dǎo)體中的電子吸收，電子獲得能量后躍遷到更高的能級(jí)，成為自由電子。電子-空穴對(duì)產(chǎn)生電流形成躍遷到高能級(jí)的電子與半導(dǎo)體中的空穴結(jié)合，形成電子-空穴對(duì)，這些電子-空穴對(duì)在半導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)的作用下分離并各自運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子和空穴被半導(dǎo)體中的電極收集時(shí)，就會(huì)形成電流，這個(gè)過程就是光生伏打效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)路徑。123直流電到交流電轉(zhuǎn)換光伏效應(yīng)產(chǎn)生的電流是直流電，具有方向性，不能直接用于電網(wǎng)供電。直流電特性逆變器作用交流電應(yīng)用為了將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，需要使用逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分。轉(zhuǎn)換后的交流電可以直接并入電網(wǎng)，供家庭、工業(yè)等領(lǐng)域使用，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用。組件與設(shè)備構(gòu)成03硅基太陽(yáng)能電池多元化合物太陽(yáng)能電池晶體硅太陽(yáng)能電池、薄膜硅太陽(yáng)能電池等，常見類型及其特點(diǎn)。如銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池、砷化鎵太陽(yáng)能電池等，高效率但價(jià)格較高。太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)染料敏化太陽(yáng)能電池低成本、易制備，但轉(zhuǎn)換效率較低，穩(wěn)定性有待提高。有機(jī)太陽(yáng)能電池以有機(jī)材料為基礎(chǔ)，具有柔性和可印刷性，但轉(zhuǎn)換效率和壽命較短。集中式逆變器、組串式逆變器、智能逆變器、微型逆變器等。逆變器的類型根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)、規(guī)模、成本等因素進(jìn)行選擇。逆變器的選擇01020304將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，滿足家庭或電網(wǎng)的用電需求。逆變器的主要功能穩(wěn)定性、效率、防護(hù)等級(jí)等是評(píng)價(jià)逆變器性能的重要指標(biāo)。逆變器的性能逆變器功能與類型支架與儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)安裝場(chǎng)地、角度、承重等因素選擇適合的支架類型，如固定支架、跟蹤支架等。支架的種類與選擇包括電池組、管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和輸出。儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)成與功能確保支架的穩(wěn)定性和耐久性，定期檢查和維護(hù)。支架的安裝與維護(hù)010302根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的需求，選擇合適的儲(chǔ)能系統(tǒng)類型和容量。儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能與選擇04發(fā)電效率影響因素04光照強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系01光照強(qiáng)度光照越強(qiáng)，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電流越大，從而發(fā)電效率越高。02波長(zhǎng)響應(yīng)太陽(yáng)能電池板對(duì)不同波長(zhǎng)的光線響應(yīng)不同，需要針對(duì)不同光譜進(jìn)行優(yōu)化。溫度升高太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)換效率會(huì)降低，因?yàn)闇囟壬邥?huì)導(dǎo)致電子-空穴對(duì)的復(fù)合率增加。溫度系數(shù)太陽(yáng)能電池板的溫度系數(shù)越小，溫度對(duì)其發(fā)電效率的影響越小。溫度對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響太陽(yáng)能電池板表面需要定期清潔，以保證光線能夠充分照射到電池板上。表面清潔太陽(yáng)能電池板的傾角會(huì)影響其接收到的光照量，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓庹諚l件進(jìn)行優(yōu)化。傾角優(yōu)化表面清潔與傾角優(yōu)化典型應(yīng)用場(chǎng)景05分布式發(fā)電系統(tǒng)居民屋頂居民屋頂是光伏發(fā)電的重要應(yīng)用場(chǎng)景，利用閑置的屋頂資源建設(shè)光伏電站，實(shí)現(xiàn)綠色用電。03將光伏板安裝在大棚頂部，既發(fā)電又遮陽(yáng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)電的有機(jī)結(jié)合。02農(nóng)業(yè)大棚工業(yè)廠房利用閑置的屋頂資源，建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，滿足企業(yè)自身的用電需求。01并網(wǎng)與離網(wǎng)模式01并網(wǎng)系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)，將發(fā)電的電力直接輸送到電網(wǎng)上，供用戶使用，多余電力可以通過電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)配。02離網(wǎng)系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行，不與電網(wǎng)相連，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、孤島等電力供應(yīng)不足的地區(qū)。將光伏組件作為幕墻材料，替代傳統(tǒng)的玻璃幕墻，既具有發(fā)電功能，又美觀實(shí)用。光伏建筑一體化光伏幕墻將光伏組件與屋頂材料相結(jié)合，形成光伏屋頂，既能發(fā)電又能起到隔熱、防水的作用。光伏屋頂將光伏組件鋪設(shè)在道路上，形成光伏道路，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的充分利用和綠色交通的完美結(jié)合。光伏道路未來發(fā)展趨勢(shì)06鈣鈦礦太陽(yáng)能電池利用柔性材料制備太陽(yáng)能電池，可應(yīng)用于建筑外墻、戶外用品等領(lǐng)域，但轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低。薄膜太陽(yáng)能電池多節(jié)太陽(yáng)能電池通過多個(gè)禁帶寬度不同的半導(dǎo)體材料疊加，實(shí)現(xiàn)更寬光譜的吸收和更高的轉(zhuǎn)換效率。具有高轉(zhuǎn)換效率、低成本和易于制備的特點(diǎn)，但穩(wěn)定性和大面積制備仍面臨挑戰(zhàn)。新型材料技術(shù)突破發(fā)電成本下降路徑隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的成熟，光伏發(fā)電的制造成本將持續(xù)下降。規(guī)?；a(chǎn)通過不斷優(yōu)化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和材料，提高光吸收和轉(zhuǎn)換效率，降低單位發(fā)電成本。提高轉(zhuǎn)換效率通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝和供應(yīng)鏈管理，進(jìn)一步降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的制造成本和安裝成本。降低成本環(huán)?；厥占夹g(shù)探索光伏組件回收建立光伏組件的回收體系，對(duì)廢舊組件進(jìn)行拆解、分