太陽能發電原理是什麼？

太陽能發電原理

太陽能電池發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，形成帶正電的P型半導體。當P型和N型結合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結後，空穴由N極區往P極區移動，電子由P極區向N極區移動，形成電流。 製作時，多晶硅經過鑄錠、破錠、切片等程序後，製作成待加工的矽片。在矽片上摻雜和擴散微量的硼、磷等，就形成P-N結。然後採用絲網印刷，將精配好的銀漿印在矽片上做成柵線，經過燒結，同時製成背電極，並在有柵線的面塗一層防反射塗層，電池片就至此製成。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，反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設備，就可以組成發電系統。為了將直流電轉化交流電，需要安裝電流轉換器。發電後可用蓄電池存儲，也可輸入公共電網。發電系統成本中，電池組件約佔50%，電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外50%。 太陽能電池晶元太陽能電池晶元是具有光電效應的半導體器件，半導體的PN結被光照後產生電流，當光直射太陽能電池晶元，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透過電池晶元、被吸收的光激發被束縛的高能級狀態下的電子，使之成為自由電子，這些自由電子在晶體內向各方向移動，餘下空穴（電子以前的位置）。空穴也圍繞晶體飄移，自由電子（－）在N結聚集，空穴（＋）在P結聚集，當外部環路被閉合，電流產生。

太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為： （一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。

（二）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，並對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。

（三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。

（四）逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由於太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉換成5VDC的電能（注意，不是簡單的降壓）。太陽能發電系統的設計需要考慮如下因素：Q1、 太陽能發電系統在哪裡使用？該地日光輻射情況如何？Q2、 系統的負載功率多大？Q3、 系統的輸出電壓是多少，直流還是交流？Q4、 系統每天需要工作多少小時？Q5、 如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續供電多少天？Q6、 負載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流多大？Q7、 系統需求的數量？

一種裝置，利用硅材料吸收光熱然後轉化為電能存儲在電池裡，就可以發出電力了。看似環保，實際上在製造硅材料的時候要消耗大量的電力——靠燃煤發電提供硅材料製造的能源。所以從產業鏈講，根本就不環保。