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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、其他輔助部件以及其他費用占另外50%。
1954年,美國貝爾實驗室誕生第一個太陽能電池。20世紀60年代開始,美國用太陽能電池作為人造衛(wèi)星能源。70年代能源危機爆發(fā),太陽能電池開始被應(yīng)用到民用領(lǐng)域。(國家發(fā)展改革委重大技術(shù)裝備協(xié)調(diào)辦公室)