簡述光伏發電的基本原理

光伏發電利用了半導體介面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能。

這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池元件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

光—電直接轉換方式該方式是利用光伏效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極體，當太陽光照到光電二極體上時，光電二極體就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境汙染。

光伏發電的主要具體原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。矽原子有4個外層電子，如果在純矽中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純矽中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當太陽光照射到P－N結後，空穴由P極區往N極區移動，電子由N極區向P極區移動，形成電流。

應用領域：

一、使用者太陽能電源：

（1）小型電源10-100W不等，用於邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；

（2）3-5KW家庭屋頂併網發電系統；

（3）光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

二、交通領域如航標燈、交通/鐵路訊號燈、交通警示/標誌燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

三、通訊/通訊領域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通訊機、士兵GPS供電等。

四、石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平臺生活及應急電源、海洋檢測裝置、氣象/水文觀測裝置等。

五、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

六、光伏電站：10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。

七、太陽能建築將太陽能發電與建築材料相結合，使得未來的大型建築實現電力自給，是未來一大發展方向。

八、其他領域包括：

（1）與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電裝置、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；

（2）太陽能制氫加燃料電池的再生髮電系統；

（3）海水淡化裝置供電；

（4）衛星、航天器、空間太陽能電站等。