浅谈光伏发电原理

浅谈光伏发电原理

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光伏发电是一种将太阳光能直接转换为电能的技术，其原理基于光生伏特效应。从19世纪30年代法国科学家贝克雷尔的发现，到20世纪50年代美国贝尔实验室首次制备实用的单晶硅太阳能电池，光伏发电技术经历了近两个世纪的发展。

光伏发电的历史发展

1839年，法国科学家贝克雷尔发现液体的光生伏特效应，即“光伏效应”。这一发现为后来的光伏发电技术奠定了理论基础。

1917年，波兰科学家切克劳斯基发明CZ技术，这项技术经过改良后成为太阳能用单晶硅的主要制备方法。

1941年，奥尔在硅上发现光伏效应，进一步推动了光伏发电技术的发展。

1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池，这是光伏发电技术发展的重要里程碑。

太阳能发电方式

太阳能发电主要有两种方式：光—热—电转换方式和光—电直接转换方式。

光—热—电转换方式

这种转换方式是通过利用太阳辐射产生的热能发电。具体过程是：太阳能集热器吸收太阳辐射热能，将其转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—动再转换成电最终转换过程，与普通的火力发电原理相同。

太阳能热发电的缺点是效率较低且成本较高，据估计，其投资至少要比普通火电站贵5～10倍。

光—电直接转换方式

这种转换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。

太阳能电池是一种基于光生伏特效应的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。其工作原理是：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。通过将多个电池串联或并联起来，可以形成具有较大输出功率的太阳能电池方阵。

太阳能电池具有较长的使用寿命，只要太阳存在，就可以一次投资而长期使用。与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染，是一种清洁的能源选择。