一、太阳能电池的工作原理 带图解
太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳能电池(一种类似于晶体二极管的半导体器件) 的光生伏打效应直接把太阳的辖射能转变为电能的一种发电方式,太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳能电池,也叫光伏电池当太阳光照射到由p、n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的太阳能电池上时,其中一部分光线被反射,一部分光线被吸收,还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚的高能级状态下的电子,产生电子一空穴对,在p-n结的内建电场作用下,电子、空穴相互运动(如图,n区的空穴向p区运动,p区的电子向n区运动,使太阳电池的受光面有大量负电荷〔电子)积累, 而在电池的背光面有大量正电荷〔空穴)积累。若在电池两端接上负载,负载上就有电流通过,当光线一直照射时,负载上将源源不断地有电流流过。
二、太阳能什么原理的??
太阳能它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;
光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池,目前得到实际应用的是光伏电池。
扩展资料
太阳能发电具有许多独有的优点:
1、太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,而且太阳能光伏发电是安全可靠的,不会受到能源危机和燃料市场不稳定因素的影响;
2、太阳光普照大地,太阳能是随处可得的,太阳能光伏发电对于偏远无电地区尤其适用,而且会降低长距离电网的建设和输电线路上的电能损失;
3、太阳能的产生不需要燃料,使得运行成本大大降低;
4、除了跟踪式外,太阳能光伏发电没有运动部件,因此不易损毁,安装相对容易,维护简单;
5、太阳能光伏发电不会产生任何废弃物,并且不会产生噪音、温室及有毒气体,是很理想的洁净能源。安装1KW光伏发电系统,每年可少排放CO2600~2300kg,NOx16kg,SOx9kg及其他微粒0.6kg。
参考资料来源:百度百科-太阳能发电
三、太阳能发电原理
太阳能发电原理:
太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳,具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,致使产生电子-空穴对。
界面层临近的电子和空穴在复合之前,将经由空间电荷的电场作用被相互分别。电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别,将在P区和N区之间形成一个向外的可测试的电压。
此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。经由光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层接纳的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
四、太阳能发电的原理是什么?
太阳能发电的原理,是利用太阳的辐射能,通过水或其他介质和装置系统,使之转换成电能。转换为电能有两种基本途径,一种是光把太阳辐射能转换为热能,即太阳热发电。另一种通过光电器件将太阳光直接转换为电能,即太阳光发电。
热发电又有两种类型。一种是太阳热动力发电,即采用反射镜把阳光聚集起来加热水或其他介质,使之产生蒸汽以推动涡轮机等热力发动机,再带动发电机发电。另一种是利用热电直接转换,如温差发电(热电偶)、热离子发电、热电子发电、磁流体发电等原理,将聚集的太阳热直接转换成电能。
五、太阳能的工作原理是什么?
太阳能电池发电原理: 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅, 非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现已晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是:光子能量转换成电能的过程。
晶体硅太阳电池的制作过程: "硅"是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维,20世纪末,我们的生活中处处可见"硅"的身影和作用,晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤:a)提纯过程 b)拉棒过程 c)切片过程 d)制电池过程 e)封装过程.
太阳电池的应用: 上世纪60年代,科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术-----通信卫星供电,上世纪末,在人类不断自我反省的过程中,对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切,不仅在空间应用,在众多领域中也大显身手。如:太阳能庭院灯,太阳能发电户用系统,村寨供电的独立系统,光伏水泵(饮水或灌溉),通信电源,石油输油管道阴极保护,光缆通信泵站电源,海水淡化系统,城镇中路标、高速公路路标等。在世纪之交前后期间,欧美等先进国家光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。
太阳电池基本性质: a) 光电转换效率η%:评估太阳电池好坏的重要因素。 目前:实验室η≈24%,产业化:η≈15%。 b)单体电池电压V:0.4V---0.6V 由材料物理特性决定。 c)填充因子FF%:评估太阳电池负载能力的重要因素。其中:Isc--短路电流, Voc--开路电压, Im--最佳工作电流, Vm--最佳工作电压; d)标准光强与环境温度 地面:AM1.5光谱,1000W/m2,t=25℃; e)温度对电池性质的影响 。 例如:在标准状况下,AM1.5光强, t=25℃ 某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时,则电池板输出功率就不到100Wp.
太阳能"光—电转换": 一束光照在半导体上和照在金属或绝缘体上效果截然不同。由于金属中自由电子如此之多,以致光引起的导电性能的变化完全可忽略。绝缘体在很高温度下仍未能激发出更多的电子参加导电。而导电性能介于金属和绝缘体之间的半导体对体内电子的束缚力远小于绝缘体,可见光的光子能量就可以把它从束缚激发到自由导电状态,这就是半导体的光电效应。当半导体内局部区域存在电场时,光生载流子将会积累,和没有电场时有很大区别,电场的两侧由于电荷积累将产生光电电压,这就是光生伏特效应,简称光伏效应。太阳电池就是利用这种效应制成的。
当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子—空穴对。这样,光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P—n结,则在P型和n型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向n区,空穴驱向P区,从而使得n区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P—n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外,还使P型层带正电,n型层带负电,在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件,把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率。
制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。所以,将入射太阳光能转换成电能的半导体器件称为太阳能电池。它一般由两种不同导电类型的同质或异质半导体构成。目前,在空间或地面获得应用的只有硅电池,研究得比较成熟的还有砷化镓电池、硫化镉电池。硅太阳能电池是1954年由美国皮尔逊等人首次制成,1958年首次应用在“先锋1号”卫星上。1958年,我国亦开始研究太阳能电池,在1971年3月发射的科学实验卫星上首次应用,随着硅电池制造成本的逐年降低和技术的日益成熟,太阳能电池必将获得更广泛的应用。
六、太阳能发电原理及工作过程
太阳能发电站的原理是:
1、太阳能发电站是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。
2、经由光照,在界面层发作的电子越多,电流越大。
3、界面层接纳的光能越多,界面层电池面积越大,在太阳能发电站中组成的电流也越大。
太阳能发电站发电方式有俩种,工作流程分别是:
1、光、热、动、电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电,与普通的火力发电一样,太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,其投资比普通火电站贵5倍,优点是环保。
2、光、电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。