新能源光伏发电机

新能源光伏电池发电原理及应用

随着全球能源问题日益严峻，新能源技术得到了人们的广泛关注和应用，其中最具代表性的就是光伏电池。光伏电池（Photovoltaic cell）是一种将太阳能转化为电能的半导体器件，也叫太阳能电池。其工作原理是将光子吸收后形成电子激发，电子激发后通过电子场的作用跃迁到半导体带电态，最终形成电流输出。光伏电池具有无噪音、无污染、可靠性高等优点，被广泛应用于太阳能发电和太阳能照明、太阳能移动电源等领域。

1. 光伏电池的组成

光伏电池主要由硅、锗、碲、铜铟镓硒等半导体材料构成。从物理结构上分为单晶体、多晶体、非晶体三种形式。其中单晶体又叫做单晶硅，用于高级光伏电芯片和高效组件，多晶体适用于低成本生产，非晶体则适合于大规模生产。在光伏电池的制造过程中，先是通过化学方法将半导体材料提纯，再将提纯后的半导体材料分切成片，最后进行多道工序的加工、组装等步骤。在正常使用光伏电池的过程中，要防止光伏电池被机械损伤、高温、紫外线以及氧化等因素影响，降低发电效率。

2. 光伏电池的工作原理

光伏电池的工作原理是将太阳能转化为电能的过程。在太阳光的作用下，光伏电池中的半导体材料会吸收光子，形成高能光电子，且在电场作用下，光电子在半导体中会产生运动，导出电流。 具体而言，当光线照射到光伏电池的表面时，由于光子能量的作用，导致半导体材料中的电子成为高能态电子，跃迁到导带中形成自由电子。在半导体材料的P和N区之间形成势垒，使得电子不能直接通过。但是在光子的激发下，自由电子穿过势垒，流入N区、而空穴则流入P区，形成PN结的空间电荷层。然后将N区中的电子和P区中的空穴结合，形成光生电子空穴对，并在外部电路中形成电流，完成了光电转换。

3. 光伏电池的应用

（1）太阳能发电

光伏电池是太阳能发电的重要组成部分。太阳能电池板是由多个光伏电池组成，通过电缆将电池板与电能储存设备或电网连接在一起，将太阳能转化为电能。太阳能发电具有节能环保、无噪音、无污染等优点，在农村、野外、