光伏發電的意義

　　世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要，而又不危及后代人前途的社會。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規能源的貯量日益下降，其價格必然上漲，而控制環境污染也必須增大投資。

　　我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭約占商品能源消費結構的76％，已成為我國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看，太陽能利用技術和裝置的大量應用，也必然可以制約礦物能源價格的上漲。

　　　　光伏發電工作原理

　　太陽電池是一對光有響應并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：單晶硅，多晶硅，非晶硅，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型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。

　　當光線照射太陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了躍遷，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。這個過程的的實質是：光子能量轉換成電能的過程。

　　如圖2.1所示，光伏電池單體實際是一個PN結，當PN結處于平衡狀態時，PN結處有一個耗盡層，耗盡層中存在著勢壘電場，電場方向由N區指向P區。光伏電池就是利用半導體材料的電子特性把光能直接轉換成電能的器件。

　　如圖2.2所示，當PN結受到光照時，硅原子受光激發而產生電子空穴對，在勢壘電場的作用下，空穴向P區移動，電子向N區移動，從而P區就有過剩空穴，N區就有過剩電子，在PN結附近形成與勢壘電場方向相反的光生電動勢。光生電動勢的部分抵消勢壘電場，另部分使P區帶正電、N區帶負電，從而在P區與N區之間產生光生伏打效應。若在光伏電池單體兩側引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出。

　　單體光伏電池不能直接作電源使用，應按照電性能要求，將若干個光伏電池單體串并聯并封裝后形成光伏電池組件，它是單獨作為電源使用的最小單元，其功率為幾瓦至幾十瓦、百余瓦。光伏電池組件再經過串并聯組合可形成光伏電池陣列，以滿足要求。

　　2.2 光伏電池的分類

　　光伏電池多為半導體材料制造，形式各樣，按其材料分類為：