光伏發(fā)電，又稱為太陽能發(fā)電，是一種將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。它的核心在于利用硅等半導(dǎo)體材料，通過光電效應(yīng)，將照射在太陽能電池板上的陽光轉(zhuǎn)化為直流電。硅，作為太陽能電池的主要原料，其質(zhì)量與光電轉(zhuǎn)換效率息息相關(guān)。

光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。硅原子有4個電子，如果在純硅中摻入有5個電子的原子如磷原子，就成為帶負(fù)電的N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個電子的原子如硼原子，形成帶正電的P型半導(dǎo)體。

當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P－N結(jié)后，空穴由N極區(qū)往P極區(qū)移動，電子由P極區(qū)向N極區(qū)移動，形成電流。

多晶硅經(jīng)過鑄錠、破錠、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴(kuò)散微量的硼、磷等，就形成P－N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的面涂一層防反射涂層，電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件，就組成了大的電路板。

一般在組件四周包鋁框，正面覆蓋玻璃，反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設(shè)備，就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉(zhuǎn)化交流電，需要安裝電流轉(zhuǎn)換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲，也可輸入公共電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)成本中，電池組件約占50%，電流轉(zhuǎn)換器、安裝費(fèi)、其他輔助部件以及其他費(fèi)用占另外50%。

光伏發(fā)電如何選擇負(fù)載電阻大小

在選擇光伏發(fā)電的負(fù)載電阻大小時，主要需考慮以下三個方面：

負(fù)載功率需求：負(fù)載的功率需求需要與光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率匹配。如果負(fù)載的功率需求超過光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量，系統(tǒng)可能無法正常供電。因此，需要選擇合適的負(fù)載電阻以確保系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性。

電壓匹配：光伏發(fā)電系統(tǒng)會產(chǎn)生特定的輸出電壓。負(fù)載電阻的額定電壓應(yīng)與發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓匹配，以確保電能能夠順利傳輸?shù)截?fù)載上。

電流匹配：負(fù)載電阻的額定電流應(yīng)與發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流匹配，以確保電能能夠順利傳輸?shù)截?fù)載上。

除此之外，光伏板輸出端接入負(fù)載時，由于負(fù)載電流方向和光伏板輸出電流方向相反，可能會產(chǎn)生逆流現(xiàn)象。逆流會對光伏板產(chǎn)生影響，導(dǎo)致?lián)p耗和熱化。因此，加入恰當(dāng)大小的電阻可以阻擋逆流，保護(hù)光伏板不受影響。

光伏發(fā)電與傳統(tǒng)能源和其他新能源相比，其獨(dú)特優(yōu)勢如下：太陽能資源十分豐富，儲藏量巨大，取之不盡、用之不歇，而且不需要運(yùn)輸；光伏發(fā)電原理為光生伏特效應(yīng)，不涉及機(jī)械能轉(zhuǎn)化到電磁能過程，無噪聲，不會影響周圍居民日常生活；太陽能發(fā)電干凈、清潔、環(huán)保、無污染；光伏組件使用壽命較長，工作穩(wěn)定、可靠性高；維護(hù)成本較低等。綜合上述的優(yōu)點(diǎn)，太陽能發(fā)電將會成為當(dāng)今乃至未來的一種較為理想的發(fā)電形式。

審核編輯：黃飛