隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展、人類的進步，人們對能源提出了越來越高的要求，開發(fā)新的能源已經(jīng)成為當前人類面臨的迫切課題?！?/span>

因為火電需要燃燒煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蘊藏量有限，正面臨著枯竭的危險。另一方面燃燒燃料將排出CO2和硫的氧化物，會導致溫室效應和酸雨，惡化地球環(huán)境。水電要淹沒大量土地，有可能導致生態(tài)環(huán)境破壞，而且大型水庫一旦潰崩，后果將不堪設想，另外，一些國家的水力資源也是有限的，而且還要受季節(jié)的影響。核電在正常情況下固然是干凈的，但萬一發(fā)生核泄漏，后果同樣是可怕的。

上述問題都迫使人們去尋找新的能源。新能源要同時符合兩個條件：一是蘊藏豐富，不會枯竭；二是干凈，不會威脅人類和破壞環(huán)境。目前找到的新能源有：太陽能，風能，燃料電池。

照射在地球上的太陽，能量非常巨大，太陽能照射在地球上大約40分鐘，便足以供全球人類一年能量的消費。可以說，太陽能是取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽能發(fā)電是應用廣泛，前景光明的理想能源。

太陽能光伏發(fā)電的原理：

太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能和半導體材料的電子學特性實現(xiàn)發(fā)電的。

1、太陽能光伏發(fā)電的原理（光伏發(fā)電）： 太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

2、太陽能發(fā)電兩種方式：一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

 a、光—熱—電轉換方式：通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

b、光—電直接轉換方式（光伏發(fā)電）：利用光電效應，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。

能產(chǎn)生光伏效應的材料：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。晶體硅為基本的電池材料。以晶體硅材料制備的太陽能電池主要包括：單晶硅太陽電池，鑄造多晶硅太陽能電池，非晶硅太陽能電池和薄膜晶體硅電池。單晶硅電池具有電池轉換效率高，穩(wěn)定性好，但是成本較高；非晶硅太陽電池則具有生產(chǎn)效率高，成本低廉，但是轉換效率較低，而且效率衰減得比較快；鑄造多晶硅太陽能電池則具有穩(wěn)定的轉換的效率，而且性能價格比高；薄膜晶體硅太陽能電池處在研發(fā)階段。硅系列太陽能電池中，單晶硅和多晶硅的比例已超過百分之八十。

太陽能電池生產(chǎn)過程大致可分為五個步驟：a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。

3、太陽能光伏發(fā)電過程：

現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過程?！‘敼饩€照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。當許多個電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以形成有較大輸出功率的太陽能電池方陣。

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