DQZHAN技術(shù)訊：科普：光伏是如何發(fā)電的？
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，主要由太陽(yáng)電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構(gòu)成。那么，具體是怎樣的一個(gè)過(guò)程呢?下面，我們就來(lái)詳細(xì)解析，光伏發(fā)電過(guò)程是什么?
關(guān)于半導(dǎo)體
硅晶體化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且是**導(dǎo)體，因?yàn)樗鼪](méi)有無(wú)所事事的自由電子。而磷原子(P)的*外層有5個(gè)電子，把磷原子摻雜進(jìn)硅晶體，那么硅晶體顯然就多出了一個(gè)自由電子。
磷原子拿出4個(gè)電子與相鄰4個(gè)硅原子共享后，還剩余一個(gè)電子，它是自由的。硅晶體中無(wú)數(shù)的硅原子被磷原子取而代之，就多出了很多的自由電子，于是，它就導(dǎo)電了。此時(shí)，我們已經(jīng)做成了一個(gè)半導(dǎo)體，它的名字叫"N型半導(dǎo)體"。
而摻雜鋁原子后，顯然，就缺少了一個(gè)電子了，硅晶體摻雜諸如鋁、硼這樣的三價(jià)原子后，就制成了另一種半導(dǎo)體，叫做"P型半導(dǎo)體"，可以把"P"想象成一個(gè)需要電子去填充的空穴。
P型半導(dǎo)體也是導(dǎo)電的，這是因?yàn)?，施加外電?chǎng)后，P型半導(dǎo)體中的電子會(huì)逆電場(chǎng)方向依次填補(bǔ)空穴，同時(shí)呢，空穴也就沿電場(chǎng)方向移動(dòng)，于是，電流產(chǎn)生了。
關(guān)于PN結(jié)
如果一塊半導(dǎo)體晶體的一側(cè)是N型半導(dǎo)體，另一側(cè)是P型半導(dǎo)體，那么中間相連的接觸面就叫PN結(jié)。在N型半導(dǎo)體中，自由電子的濃度很高，而在P型半導(dǎo)體中，空穴的濃度很高。根據(jù)擴(kuò)散的原理，物質(zhì)總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散。
所以，在PN結(jié)中，會(huì)有很多自由電子從N型半導(dǎo)體中擴(kuò)散到P型半導(dǎo)體中，帶來(lái)的結(jié)果是，本來(lái)N型半導(dǎo)體是電中性的，不帶電，但因?yàn)槭ヒ徊糠蛛娮雍?，就帶正電了。而在P型半導(dǎo)體中，因?yàn)楹芏嘧杂呻娮优苓^(guò)來(lái)，填滿了不少空穴，導(dǎo)致空穴濃度降低了，本來(lái)P型半導(dǎo)體也是電中性的，現(xiàn)在多出了很多電子，所以帶上了負(fù)電。
PN結(jié)中，一側(cè)帶上正電，一側(cè)帶上負(fù)電，于是就在接觸面形成了一個(gè)內(nèi)部的電場(chǎng)。
光伏發(fā)電過(guò)程是什么?
當(dāng)太陽(yáng)光照射到一般的半導(dǎo)體上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電子與空穴對(duì)，即，陽(yáng)光在半導(dǎo)體中產(chǎn)生一個(gè)自由電子時(shí)，就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)空穴，因?yàn)殡娮釉陉?yáng)光能量的作用下離開(kāi)本該待的位置，成為自由電子時(shí)，那個(gè)位置必然缺乏一個(gè)電子，空穴就產(chǎn)生了。
因?yàn)镻N結(jié)中有內(nèi)電場(chǎng)，當(dāng)太陽(yáng)光在PN結(jié)中產(chǎn)生電子和空穴時(shí)，電子會(huì)在內(nèi)電場(chǎng)的作用下，向N型半導(dǎo)體中移動(dòng)，同理，空穴向P型半導(dǎo)體中移動(dòng)。此時(shí)，如果PN結(jié)兩端接通導(dǎo)線，就可以產(chǎn)生電流了。
