太陽能如何轉化為電能?轉化過程是如何

2021-03-07 02:10:16 字數 2449 閱讀 5073

1樓:雨中漫步

太陽能電池發電原理:

太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶矽,多晶矽,非晶矽,砷化鎵,硒銦銅等。

它們的發電原理基本相同,現以晶體為例描述光發電過程。p型晶體矽經過摻雜磷可得n型矽,形成p-n結。

當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被矽材料吸收;光子的能量傳遞給了矽原子,使電子發生了越遷,成為自由電子在p-n結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

照射在地球上的太陽能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽能,便足以供全球人類一年能量的消費。可以說,太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電絕對乾淨,不產生公害。

所以太陽能發電被譽為是理想的能源。

此圖根據蒲提斯的太陽系形成理論,太陽向宇宙空間輻射出巨的光熱能量。

從太陽能獲得電力,需通過大陽電池進行光電變換來實現。它同以往其他電源發電原理完全不同,具有以下特點:①無枯竭危險;②絕對乾淨(無公害);③不受資源分佈地域的限制;④可在用電處就近發電;⑤能源質量高;⑥使用者從感情上容易接受;⑦獲取能源花費的時間短。

不足之處是:①照射的能量分佈密度小,即要佔用巨大面積;②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。但總的說來,瑕不掩瑜,作為新能源,太陽能具有極大優點,因此受到世界各國的重視。

要使太陽能發電真正達到實用水平,一是要提高太陽能光電變換效率並降低其成本,二是要實現太陽能發電同現在的電網聯網。

目前,太陽電地主要有單晶矽、多晶矽、非晶態矽三種。單晶矽太陽電池變換效率最高,已達20%以上,但**也最貴。非晶態矽太陽電池變換效率最低,但**最便宜,今後最有希望用於一般發電的將是這種電池。

一旦它的大面積元件光電變換效率達到10%,每瓦發電裝置**降到1-2美元時,便足以同現在的發電方式競爭。估計本世紀末便可達到這一水平。

當然,特殊用途和實驗室中用的太陽電池效率要高得多,如美國波音公司開發的由砷化鎵半導體同銻化鎵半導體重疊而成的太陽電地,光電變換效率可達36%,快趕上了燃煤發電的效率。但由於它太貴,目前只能限於在衛星上使用。

2樓:匿名使用者

一、太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。

(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍.

一座1000mw的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kw的投資為2000~2500美元。因此,目前只能小規模地應用於特殊的場合,而大規模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

3樓:匿名使用者

太陽電池的工作原理是基於半導體的光伏效應。當太陽光照射到電池上時,電池吸收光能產生光生電子—空穴對,在電池內建電場vb的作用下,光生電子和空穴被分離,空穴漂移到p邊,電子漂移到n邊,形成光生電動勢vl, vl 與內建電勢vb相反,當vl = vb時,達到平衡; il = 0, vl達到最大值,稱之為開路電壓voc ; 當外電路接通時,則形成最大光電流,稱之為短路電流isc,此時vl= 0;當外電路加入負載時,則維持某一光電壓vl和光電流il。

太陽能是如何變成電能,有誰能說明一下原理?

4樓:哈登保羅無敵

單體太陽電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、並聯連線和嚴密封裝成元件。太陽能板(也叫太陽能電池元件)是太陽能發電系統中的核心部分,也是太陽能發電系統中最重要的部分。

太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能發電太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。

(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—電轉換過程。(2) 光—電直接轉換方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。

太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

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