科普||太阳能电池板是如何工作的?

来源:环球科学发布时间:2020-01-13 11:15:39

太阳每年都会产生很多能量,我们称之为太阳能。太阳每天辐射在澳大利亚上的能量两万倍于我们从石油、天然气和煤炭中获得的能量,而且,对我们来说,在太阳余下的五百万年的寿命中,太阳能是取之不尽用之不竭的。

太阳能板是由太阳能电池组成,太阳能电池可以将阳光中的太阳能转换成电能。因为太阳能电池可以直接从阳光中发电,它是我们现在所有的发电技术中最可靠的一种,这也是为什么太阳能电池在太空和一些难以解决问题的偏远地区中被广泛使用的原因。

太阳能电池是如何工作的?

太阳能电池由硅原子组成。可以把原子想象成建筑上的砖——就像乐高中的积木一样,但是因为原子的尺寸很小,你需要特殊工具来看见它们。太阳能电池由硅晶圆层而来,硅晶圆层的尺寸和晚餐餐盘相近,但是要薄很多——只比普通的头发大概厚三倍。

将硅晶层变成太阳能电池板需要特殊的制备工艺,硅晶层要被加热到1000摄氏度,然后将一层金属片放置在该层的背面,同时在太阳能电池上覆盖一层带有孔洞的金属网并让此面冲向太阳。

当60片太阳能电池制备完成时,它们将被固定在一层玻璃上来做成太阳能电池板。一般来说,房顶上的太阳能供电系统拥有10-50片太阳能电池板,而在乡村的太阳能发电厂中则安装了上百万的太阳能电池板。

每一个硅原子中都含有着尺寸极小,质量极轻的电子,这些电子带有微弱的电荷。当阳光落在太阳能电池板上时,它会击中其中的一个电子并使其脱离电子轨道。这些被击中的电子可以自由活动,但是电池的特殊构造使得电子只能在一个朝着太阳的方向上移动。

所以阳光落在太阳能电池上时,许多电子将会脱离它们的轨道变成自由电子,因为太阳能电池的特性,电子只能向上移动,从而产生可以驱动家用电器的电流。

如果落在太阳能电池上的阳光越强,更多的电子将会受到撞击脱离其轨道,产生的电流就越大。如果天气不晴朗,被撞击的电子数量将会减少,产生的电流将会减少百分之七十五甚至更多。在夜间时,太阳能电池板不会产生任何电能,这时候的供电完全依赖于电池或者其他电力来源。

我们该如何使用太阳能电池?

太阳能电池是最便宜的发电方式——甚至比一座新的火力发电厂或者核电站更便宜。这也是为什么全球太阳能电池的安装率是煤电的5倍,核电的20倍。

在澳大利亚,基本上新建成的发电站都是太阳能电站或者风力发电厂。使用太阳能和风能发电的电动汽车可以取代产生污染的汽油汽车。太阳能和风能发电同样可以被用于房屋的加热和制冷,取代传统的煤炭和天然气供暖方式。

使用太阳能和风能有助于减少对地球造成损害的温室气体排放,相较于其他能源,太阳能和风能的成本很低,并且会变得更低;如果我们使用更多的风能或太阳能,就能加速减少伤害地球的传统能源使用量(如煤炭,石油和天然气)。

除此之外,硅原子是世界储量第二大的原子(第一是氧原子)。实际上,大多数的沙子和石头是由硅和氧构成的,所以我们不可能因为制备太阳能电池用尽所有的硅。

责任编辑:yangran
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
中国太阳能电池板出口在2026年8月下降39%来源:IDN 发布时间:2026-09-20 09:39:39

2026年8月,中国太阳能电池和电池板出口量同比下降39%,至84万吨;出口额达22.5亿美元,同比下降23.1%;出口数量约为9.249亿块,同比减少37.8%。尽管环比微增(较7月的83万吨略有上升),但这是在政府取消出口退税优惠政策后连续第四个月出现同比下降。作为全球最大的太阳能电池及组件生产国,中国此次出口持续下滑反映出政策调整对行业外贸格局的显著影响——出口激励弱化正推动出口节奏放缓、贸易结构面临重塑。数据源自中国海关统计,经路透社报道确认。

1GW太阳能电池大单落地来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-20 09:03:16

印度光伏企业Vikram Solar与Avaada Electro签署1GW太阳能电池供货协议,采购符合印度ALMM清单要求的n型G12R TOPCon半片电池,供货自2026年9月起,合同金额约125亿印度卢比(1.5亿美元)。该订单旨在满足印度DCR(本土制造含量)政策下组件生产的电池供应需求,增强Vikram Solar供应链稳定性。Avaada Electro将于2026年7月正式列入ALMM清单。目前,Vikram Solar正加速垂直一体化布局:其6GW电池工厂已投产,7月组件车间投运,2026年1月完成组件向G12R规格切换,4月全球组件累计出货超10GW;规划至2027财年末实现9GW电池产能,并持续推进硅锭、硅片扩产及9GW高效制造基地建设,预计2027财年第四季度投产。

美国商务部最终对来自印度、印度尼西亚和老挝的太阳能进口征收高额关税来源:路透社 发布时间:2026-09-14 08:52:30

美国商务部最终裁定,对来自印度、印度尼西亚和老挝的太阳能电池及组件征收高额反倾销与反补贴关税,认定这些国家生产商存在倾销行为并获得不公平政府补贴。具体税率方面,三国反倾销税率分别为123.04%、94.36%和65.43%;反补贴税率则分别为126.09%、73.2%–173.7%和82.03%–153.67%。该调查由美国太阳能制造与贸易联盟发起,成员包括First Solar、韩华Qcells等本土企业。联盟称此举旨在维护公平竞争环境。下一步,美国国际贸易委员会将于10月14日裁定进口是否对国内产业造成实质性损害;若认定成立,商务部预计11月发布最终征税命令。此案延续了自2012年针对中国太阳能产品启动的长期贸易争端,反映了美国为遏制产能转移、保护本土制造业所采取的持续性贸易措施。(199字)

浙能兰电分布式光伏发电项目太阳能光伏组件招标来源:中国电力招标网 发布时间:2026-08-27 10:41:19

浙能兰电分布式光伏发电项目于8月24日启动太阳能光伏组件公开招标。招标方为浙江浙能兰溪发电有限责任公司,计划采购单块尺寸为2382mm×1134mm的光伏组件共计3810块。本次招标不接受代理商及联合体参与投标,强调供应商须具备直接供货能力。投标及远程开标统一通过浙能集团智慧供应链一体化平台和“浙江能源投标管家”系统在线完成,全流程实行数字化管理。投标截止与远程开标时间为2026年9月14日9时30分。该项目是浙能集团推进清洁能源布局、实施厂内分布式光伏建设的重要环节,旨在提升自有厂区绿色电力自给能力。(198字)

101亿美元!特斯拉在得州新建大型太阳能电池板工厂来源:IT之家 发布时间:2026-08-14 08:44:55

特斯拉计划在得克萨斯州休斯敦西南约45分钟车程处投资最高101亿美元建设名为“Project Crystal Sun”的大型太阳能电池板工厂。该项目已向州政府提交文件,申请税收优惠以降低建设成本,并同步在美国多个州评估其他潜在厂址。工厂预计今年动工、2028年竣工,2029年开始量产太阳能电池板,将创造约9700个全职岗位。若无税收减免,项目37年内需缴纳房产税约11亿美元(约合74.33亿元人民币)。尽管未披露具体年产能及产品用途(地面电站或卫星应用),但特斯拉此前设定目标:到2028年在美国建成总计100吉瓦的太阳能电池板制造能力。

苏丹决定免除进口太阳能设备的关税来源:商务部网站 发布时间:2026-08-07 15:07:44

苏丹政府于8月4日宣布,对进口太阳能设备全面免除关税。此举旨在缓解进口商与投资者的财务压力,降低太阳能产品终端价格,从而减轻民众用电负担。政策出台背景是苏丹长期面临的严重电力短缺问题,全国供电不稳定、覆盖率低,亟需发展替代能源。通过关税减免,政府希望加速太阳能设备的引进与普及,推动可再生能源基础设施建设,切实落实国家层面的可再生能源发展战略。该措施覆盖各类用于发电、储能及配套应用的太阳能设备,属短期应急与长期能源转型相结合的政策安排。(199字)

天合光能取得太阳能电池片主栅结构相关专利,该主栅结构用于传导太阳能电池板电流来源:新浪证券 发布时间:2026-07-30 09:48:47

天合光能股份有限公司于2022年7月8日申请了一项名为“太阳能电池片的主栅结构”的外观设计专利,国家知识产权局于2026年7月24日予以授权并公告(授权公告号CN310112504S)。该专利聚焦于太阳能电池片中用于传导电流的主栅结构,核心设计要点体现在三种不同方案(设计1至设计3)中栅线单元的几何形状及其排列组合方式,其中设计1被指定为基本设计。专利产品属薄型结构,因此省略了后视图、左右视图、俯视图、仰视图及立体图。该外观设计旨在优化主栅的视觉形态与布局特征,服务于光伏组件中电流收集与导出的功能需求。

阳光护航,生命无界:搭载爱旭ABC的全球首款太阳能救护车正式揭幕亮相来源:爱旭股份 发布时间:2026-07-28 09:30:55

全球首款太阳能救护车Stella Juva正式亮相:搭载爱旭ABC高效电池,晴天续航715公里,时速120km/h,兼具越野能力与“移动零碳诊所”功能,可为偏远地区提供全天候医疗救援。23名大学生团队一年攻坚落地,以光伏科技直击全球“就医难”痛点。

中节能太阳能:TOPCon依旧是主流路线,具备成熟的市场应用与竞争力来源:摩尔光伏 发布时间:2026-07-24 09:02:26

中节能太阳能公司指出,当前TOPCon电池技术仍是光伏行业主流路线,具备成熟的应用基础和市场竞争力。与此同时,公司正重点布局钙钛矿/晶硅叠层电池这一前沿方向,已实现小面积叠层电池效率突破33%、210半片叠层电池效率达29%,核心技术指标居行业前列。为加速产业化,公司将推进10兆瓦中试产线建设,攻关量产集成工艺,完善标准体系与国际互认机制,并开展示范项目以拓展应用场景。作为国内首家以太阳能发电为主业的A股上市公司,公司业务涵盖光伏电站投资运营与高效电池组件制造,截至2025年6月底,总装机规模约12.647吉瓦;在江苏镇江建有5吉瓦制造基地,正通过技术创新与模式优化向科技型、轻资产方向转型。

光伏上市企业拿到6.46亿元补贴来源:索比光伏网 发布时间:2026-07-17 08:46:21

中节能太阳能于7月16日发布公告称,2026年1—6月,其下属光伏发电项目公司累计收到可再生能源补贴资金6.46亿元,同比增长475.93%;其中,国家层面发放的可再生能源补贴为5.95亿元,同比大幅增长687.46%。该补贴主要面向已纳入可再生能源发电补贴清单的光伏项目,系国家对符合条件的绿色能源项目的政策性支持。公司指出,上述补贴资金的及时回笼显著改善了经营性现金流状况,有助于缓解项目建设与运营中的资金压力,对整体财务健康和持续经营能力产生积极影响。此次补贴规模显著提升,反映出政策支持力度加大及公司存量光伏项目合规性与申报效率的提高。

特斯拉发布AI型家庭能源管理系统Tesla Home来源:Model 3情报 发布时间:2026-07-09 08:43:37

特斯拉官网低调推出名为“Tesla Home”的新型家用能源管理系统。该系统是一款基于人工智能的综合能源管理平台,旨在整合家庭多种能源设备,包括特斯拉Powerwall储能电池、太阳能电池板、Solar Roof太阳能屋顶、壁挂式充电器,以及部分第三方能源产品,且无需额外适配硬件。其核心由特斯拉自主研发的Opticaster智能能源优化引擎驱动,可预测用户用电需求,动态调节家电运行状态,从而优化能源分配、降低电费支出。用户通过专属手机应用程序,即可实时监控全屋能源流向,并远程控制各项设备。Tesla Home标志着特斯拉从单一硬件厂商向家庭能源智能化解决方案提供商的重要拓展。