太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的工作原理

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，也稱(chēng)為光生伏特或簡(jiǎn)稱(chēng)光伏（Photovoltaics），是指利用光伏半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能的設(shè)施。該系統(tǒng)的核心設(shè)備是太陽(yáng)能電池板，而用來(lái)發(fā)電的半導(dǎo)體材料主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化鎘等。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的工作原理是基于光伏效應(yīng)。當(dāng)光線照射在太陽(yáng)能電池上時(shí)，并在界面層被吸收，具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價(jià)鍵中激發(fā)，以致產(chǎn)生電子－空穴對(duì)。界面層附近的電子和空穴在復(fù)合之前，將通過(guò)空間電荷的電場(chǎng)作用被相互分離。電子向帶正電的N區(qū)和空穴向帶負(fù)電的P區(qū)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)界面層的電荷分離，將在P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生一個(gè)向外的可測(cè)試的電壓。此時(shí)可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和需求的不同，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)可以分為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭，且隨處可得；不用燃料，運(yùn)行成本很低；發(fā)電沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不易損壞，維護(hù)簡(jiǎn)單；發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生任何廢棄物，沒(méi)有污染、噪聲等公害，對(duì)環(huán)境無(wú)不良影響，是理想的清潔能源。

然而，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)也存在一些缺點(diǎn)，如地面應(yīng)用時(shí)有間歇性和隨機(jī)性，發(fā)電量與氣候條件有關(guān)；能量密度較低；價(jià)格仍比較貴，初始投資高等。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域廠房、商業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)設(shè)施和公共設(shè)施等多個(gè)領(lǐng)域，成為推動(dòng)全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的重要構(gòu)成部分。隨著技術(shù)的進(jìn)步和政策的支持，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的發(fā)展前景十分廣闊。