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太陽能光伏發(fā)電的基本原理是利用太陽電池的光生伏打效應(yīng)直接把太陽的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方式。太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器就是太陽電池，也叫光伏電池。光伏電池實際上是一塊大面積的硅半導(dǎo)體器件。正電荷表示硅原子，負電荷表示圍繞在硅原子周圍的4個電子，當將硼或磷的雜質(zhì)（元素）摻入到半導(dǎo)體硅晶體中時，因為硼原子周圍只有3個電子，磷原子周圍有5個電子，所以會產(chǎn)生如圖1-2所示的帶有空穴的晶體結(jié)構(gòu)和帶有多余電子的晶體結(jié)構(gòu)，形成 P 型或 N 型半導(dǎo)體。

由于 P 型半導(dǎo)體中含有較多的空穴， N 型半導(dǎo)體中含有較多的電子，當 P 型和 N 型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域會形成一個特殊的薄層，薄層的 P 型一側(cè)帶負電，結(jié)合在一起時，型一側(cè)帶正電，形成了 PN 結(jié)。

當太陽光照射在光伏電池上時，其中一部分光線被反射，一部分光線被吸收，還有一部分光線透過電池片。被吸收的光能激發(fā)被束縛的高能級狀態(tài)下的電子，產(chǎn)生電子一空穴對，在 PN 結(jié)的內(nèi)建電場作用下，電子、空穴相互運動, N 區(qū)的空穴向 P 區(qū)運動， P 區(qū)的電子向 N 區(qū)運動，使太陽電池的受光面有大量負電荷（電子）積累，而在太陽電池的背光面有大量正電荷（空穴）積累。若在電池兩端接上負載，負載上就有電流通過，當光線一直照射時，負載上將有源源不斷的電流流過。單片太陽電池就是一個薄片狀的半導(dǎo)體 PN 結(jié)，在標準光照條件下，額定輸出電壓為0.5~0.55V。為了獲得較高的輸出電壓和較大的功率容量，在實際應(yīng)用中往往要把多片太陽電池連接在一起構(gòu)成電池組件，或者用更多的電池組件構(gòu)成光伏方陣，如圖1-5所示。太陽電池的輸出功率是隨機的，不同時間、不同地點、不同光照強度、不同安裝方式下，同一塊太陽電池的輸出功率也是不同的。

原標題：什么是太陽能光伏發(fā)電