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太陽能光伏發電原理
太陽能光伏組件是利用半導體光伏效應制成的一種能將太陽能直接轉換為電能的轉換器件。1954 年貝爾實驗室用單晶硅材料制成了第一只具有實用價值的太陽能光伏組件。經過科技發展，制作工藝的不斷進步，使得太陽能光伏組件在材料、結構、性能及應用等方面都得到了很大的進步。
2.1 太陽能光伏陣列發電原理
太陽能光伏組件工作原理是由于半導體發生了光生伏打的效應，所謂光生伏打效應是指半導體由于吸收光子而產生電動勢的現象，是當半導體受到光照時，物體內的電荷分布狀態發生變化而產生電動勢和電流的一種效應。當硅的最外層電子吸收光子后成為自由電子，由于空穴與自由電子總是成對出現的，所以在電子原來的地方留出一個帶正電的空位稱之為空穴。在 P 型半導體與 N 型半導體的交界處由于電子和空穴的擴散形成 PN 結，在 PN 結的兩側形成自建電場，又稱勢壘電場。當 PN 結受到太陽光照射時，在勢壘電場的作用下，載流子會發生擴散，自由電子擴散到 N 型區，空穴則擴散到 P型區，從而使 N 型區有過剩的電子，P 型區有過剩的空穴，形成了光生電場。在 P 型區與 N 型區之間的薄層感應出電動勢，即光生伏打電動勢，接通負載后便有電能輸出。
太陽能電池工作原理如圖 2.1 所示，當具有適當太陽光照射半導體時，半導體中的電子向 N 型區擴散，空穴向 P 型區體擴散，負電荷聚集于 N 型半導體的一端，正電荷聚集于 P 型半導體的一端。假如用導線連接半導體的兩端，就會有電荷的流動從而產生電能。
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