太阳能电池板的原理分析

现在全世界都面临着能源问题，传统能源的逐渐枯竭，加上传统能源对环境的污染使开发新能源变成了一件迫在眉睫的是。环保的新能源越来越受到重视，太阳能就是一种取之不尽用之不竭的新能源，而且还是一种环保能源，几乎是0污染。现在太阳能电池已在很多地方已经开始应用了，下面小编就为大家介绍一下太阳能电池板的工作原理。

太阳能电池板介绍

太阳能电池板，是通过吸收太阳光，将太阳的辐射能通过光电效应或光化学效应，直接或间接转换成电能的一种装置，它主要是一种利用太阳光的能量发电的电磁种类。通常太阳能电池板的主要制作材料是硅，不过由于制作成本太大，到现在为止还并不能够被大量普及使用。不过相对于其他电池产品来说，太阳能电池板更加节能环保，相信在未来一定可以普及。

太阳能电池板原理

太阳能电池板是一种对光有响应并能将光能转换成电力的有效设备。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，各种材料的发电原理是基本相同的，这里就以晶体硅为例，描述太阳能电池板原理过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。

当光线照射到太阳能电池板原理表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给硅原子，使电子发生越迁成为自由电子，在P-N结两侧集聚形成电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，就会有电流流过外部电路，从而产生一定的输出功率。这个过程的实质就是光子能量转换成电能的一个过程。

太阳能电池板是人类利用太阳能的一种重要手段，它的发电方式通常有两种，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。下面我们就分别来看看这两种发电方式是怎么样的。

1、光—热—电转换方式：就是利用太阳辐射产生的热能发电的一个过程，它一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程，后一个过程就是热—电转换过程，它热—电转换过程与普通的火力发电一样。

2、光—电直接转换方式：利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能，其基本装置就是太阳能电池板。太阳能电池板是利用光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的设备，属于半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳光能变成电能，从而产生电流。当多个太阳能电池板串联或并联就可成为有较大输出功率的太阳能电池方阵。

太阳能电池板热发电存在效率低而成本高的缺点，估计投资至少比普通火电站贵5～10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW投资为2000～2500美元。因此太阳能电池板只适用小规模特殊场合，而大规模利用从目前来看是极不合算的，所以现在它还不能与普通火电站或特种相竞争。

虽然太阳能是一种非常环保的能源，太阳能电池也是节约能源很好的方式，但是就目前的技术而言，太阳能电池的生产成本还比较高，所以没有得到普及。但是清洁能源的应用会是一种必然的趋势，而且太阳能几乎是没有污染的，无论是从能源角度还是从环保角度看，太阳能的开发都将是未来需要大力发展的事。也许不久的将来，我们每家都会用上太阳能电池。