光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
与常规发电技术相比,光伏发电没有中间转换过程,发电形式简洁,发电过程不消耗资源,不排放温室气体、废气和废水;没有机械旋转部件,不存在机械磨损,无噪声,发电不用冷却水;发电设备既能在无水的荒漠地带安装,也可安装在城市的屋顶和墙面,不单独占地,模块化结构,规模大小随意,运行维护和管理简单,可实现无人值守,维护成本极低。
光伏发电特别是太阳能取之不尽,用之不竭,光伏电池制造所需的硅资源在地壳中的含量高达26%,没有资源短缺和耗尽问题。
光伏发电产品主要应用于三大方面:
一是为无电场合提供电源,为广大无电地区居民生活生产提供电力,还有微波中继电源、通讯电源等,另外,还包括一些移动电源和备用电源;
二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等;
三是并网发电,这在发达国家已大面积推广实施。
光伏发电基本原理就是“光伏效应”
光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流的回路。
光伏发电,其基本原理就是“光伏效应”。太阳能专家的任务就是要完成制造电压的工作。因为要制造电压,所以完成光电转化的太阳能电池是阳光发电的关键。
太阳能电池,通常称为光伏电池。目前的主要的太阳能电池是硅太阳能电池。用的硅是“提纯硅”,其纯度为“11个9”,比半导体或者说芯片硅片“只少两个9”;又因为提纯硅结晶后里头的成分不同,分为多晶硅和单晶硅;目前,单晶硅太阳能电池的光电转换率为15%左右,最高达到了24%,使用寿命一般可达15年,最高达25年,比转换率仅12% 左右的多晶硅太阳能电池的综合性能价格比高。