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光伏发电的原理和关键技术
太阳能光伏发电利用了太阳能电池的光生伏打效应,是一种直接将太阳辐射(直接辐射、散射辐射、反射辐射等)能转化成为电能的发电形式。
早在1839年,法国科学家贝克勒尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。然而,第一个实用单晶硅光伏电池直到1954年才在美国贝尔实验室研制成功,从此诞生了太阳能转换为电能的实用光伏发电技术。
光伏发电原理
光线中携带能量的粒子便是光子,光能的大小取决于光线的频率,频率越高,光子能量越大,也就是光能越大。光子的静止质量为零,不带电荷,其能量值E为普朗克常量h与v频率的乘积;光子在真空中以光速c运行,在大气中的运行速率接近光速。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。
硅原子有4个外层电子,若在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体,两者结合到一起成为PN结。
(光电效应示意图)
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