光伏發(fā)電(diàn)的(de)主要原(yuán)理(lǐ)是半(bàn)導體的(de)光電效(xiào)應。光子照(zhào)射到(dào)金屬上時，它的(de)能量可(kě)以(yǐ)被金(jīn)屬中(zhōng)某個(gè)電子(zǐ)全部吸收(shōu)，電子吸收的能量足夠大，能克服金(jīn)屬原子内部的(de)庫侖力做功，離(lí)開金(jīn)屬(shǔ)表面逃(táo)逸出(chū)來，成爲光(guāng)電子。矽原子有(yǒu)4個外層電(diàn)子，如果在純矽(xī)中摻(chān)入有5個外層電(diàn)子的(de)原子如磷原子，就成(chéng)爲n型(xíng)半導體；若在純(chún)矽中摻入(rù)有3個外層電(diàn)子的原(yuán)子如硼原(yuán)子，形成(chéng)p型半導體。當(dāng)p型和(hé)n型結合(hé)在一起時(shí)，接觸面(miàn)就會形成(chéng)電勢差，成爲太(tài)陽能(néng)電池。當太(tài)陽光照射到p－n結後(hòu)，電(diàn)流便從(cóng)p型(xíng)一邊(biān)流向n型一邊，形(xíng)成電流。
光(guāng)電效應是(shì)物(wù)理學中(zhōng)一個重要而神奇的現(xiàn)象(xiàng)。在高(gāo)于某特(tè)定(dìng)頻率的
電(diàn)磁波（該頻率稱爲(wèi)
極限頻(pín)率threshold frequency）照(zhào)射下，某些物質内部的電(diàn)子吸收能(néng)量後(hòu)逸出(chū)而形成電流，即光生電。
多(duō)晶矽經過鑄錠(dìng)、破錠、切片等程(chéng)序後，制作成待(dài)加工(gōng)的矽片。在(zài)矽片上摻(chān)雜和(hé)擴散(sàn)微量(liàng)的硼(péng)、磷等，就形(xíng)成p－n結(jié)。然後采用
絲網(wǎng)印刷，将精(jīng)配好(hǎo)的(de)
銀漿印在矽(xī)片上做(zuò)成栅線，經過燒結(jié)，同時(shí)制成背電極，并(bìng)在有栅線的
面(miàn)塗(tú)一層防
反射(shè)塗層，
電池片就至此制成。電池(chí)片
排列(liè)組合成(chéng)
電池組件，就組(zǔ)成了大的電路(lù)闆。一(yī)般在組件(jiàn)四周(zhōu)包鋁框，正(zhèng)面覆蓋(gài)玻璃，反面安裝電極。有(yǒu)了電池組件和(hé)其他
輔助(zhù)設備(bèi)，就可以組(zǔ)成發電系(xì)統。爲了将(jiāng)直流電轉化交(jiāo)流電，需要安裝(zhuāng)
電流轉換器(qì)。發(fā)電後可(kě)用蓄電(diàn)池存(cún)儲，也可輸(shū)入公(gōng)共(gòng)電網。發(fā)電系統成本中(zhōng)，電池組件約占50%，電流轉換器、安裝費(fèi)、其(qí)他輔助(zhù)部件(jiàn)以及
其他(tā)費用占(zhàn)另外 50%。
優點(diǎn)
無論從世界(jiè)還(hái)是(shì)從中(zhōng)國來(lái)看，
常規能(néng)源都(dōu)是很有(yǒu)限(xiàn)的。中(zhōng)國(guó)的(de)一次性
能(néng)源儲量遠(yuǎn)遠低于世(shì)界的(de)平(píng)均水平，大約(yuē)隻有世界總儲量的10%。太陽(yáng)能是人類取之不盡(jìn)用之(zhī)不(bú)竭的可(kě)再生能源(yuán)，具有充分的清潔性(xìng)、絕對的安全性(xìng)、相對的(de)
廣泛性(xìng)、确實的長壽性和(hé)免維(wéi)護性、資(zī)源的充足性及(jí)潛在(zài)的
經濟性(xìng)等優點，在長期(qī)的能(néng)源戰(zhàn)略中具(jù)有重(zhòng)要(yào)地位。
與常(cháng)用的火力(lì)發電系(xì)統(tǒng)相比(bǐ)，光伏發(fā)電的優點主要(yào)體現于(yú)：
①無枯(kū)竭危險；
②安(ān)全可靠，無(wú)噪聲(shēng)，無污染排(pái)放外，絕對清(qīng)潔(jié)（
無公害）；
③不(bú)受
資(zī)源分布地(dì)域(yù)的(de)限制(zhì)，可利(lì)用建築屋(wū)面的優(yōu)勢(shì)；例如，無電(diàn)地區，以及(jí)地形複雜(zá)地區(qū)；
⑥使用者從(cóng)感情上容易接(jiē)受；
⑦建(jiàn)設周期短(duǎn)，獲取能(néng)源(yuán)花費(fèi)的時間(jiān)短。
缺點
但是(shì)，太陽能電(diàn)池闆的生(shēng)産卻具有高污染、
高能耗的特(tè)點，在現有的條件下，生産國内(nèi)自己(jǐ)使用的電(diàn)池闆還說的過(guò)去，不過大(dà)量出(chū)口等于污染中(zhōng)國，造(zào)福(fú)世界了，據統計，生(shēng)産一(yī)塊1m×1.5m的(de)
太陽能闆(pǎn)必須(xū)燃燒(shāo)超過(guò)40公斤煤，但(dàn)即使中國最(zuì)沒有效率的
火力發電(diàn)廠也能夠用這(zhè)些煤(méi)生産(chǎn)130
千瓦時的電（一般一塊1mx1.6m的太陽能闆(pǎn)一(yī)年發電量在(zài)250千瓦時以上(shàng)）——這足夠(gòu)讓2.2瓦(wǎ)的
發光二(èr)極管（led）燈泡按照(zhào)每天(tiān)工作(zuò)12小時(shí)計算(suàn)發光(guāng)30年。
①照射(shè)的(de)能量(liàng)
分布密度(dù)小，即(jí)要占用(yòng)巨大面(miàn)積；
②獲(huò)得的能源同(tóng)
四(sì)季、晝夜及(jí)陰晴等氣象條(tiáo)件有關(guān)。
③相對于(yú)火力(lì)發電，發電機會(huì)成(chéng)本高。
④光(guāng)伏(fú)闆(pǎn)制(zhì)造過程中不環保。
單(dān)晶矽(xī)
多(duō)晶(jīng)矽(xī)
大規(guī)模生(shēng)産轉(zhuǎn)化率：18——18.5%；大多(duō)在16%。和
單晶矽一樣，因材料物理(lǐ)性能限制(zhì)，要達(dá)到(dào)30%以(yǐ)上的(de)轉化(huà)率的可能性較(jiào)小。
砷化(huà)镓
砷(shēn)化镓太陽(yáng)能電(diàn)池(chí)組的轉(zhuǎn)化(huà)率比較高，約(yuē)23%。但是價格(gé)昂(áng)貴(guì)，多用于
航空航(háng)天等重要地方(fāng)。基本沒有(yǒu)規模(mó)化産業化(huà)的實(shí)用價(jià)值。
薄膜
薄(báo)膜(mó)光伏電(diàn)池具有(yǒu)輕(qīng)薄、質輕、柔(róu)性好等優勢(shì)，應用範圍非(fēi)常廣泛，尤其适(shì)合用在光(guāng)伏建築一(yī)體(tǐ)化之中。如果(guǒ)薄膜(mó)電池(chí)
組件(jiàn)效率與晶(jīng)矽電池(chí)相(xiàng)差無(wú)幾，其性價(jià)比将是無可比(bǐ)拟的(de)。在柔(róu)性
襯底上(shàng)制備的(de)
薄(báo)膜電(diàn)池，具(jù)有可卷(juàn)曲(qǔ)折疊、不(bú)怕摔碰(pèng)、重量(liàng)輕(qīng)、弱(ruò)光性(xìng)能好(hǎo)等優勢，将(jiāng)來的(de)應用前景(jǐng)将會(huì)更加廣闊(kuò)。
效率(lǜ)衰減(jiǎn)
晶矽光伏(fú)組(zǔ)件安裝(zhuāng)後，暴曬50——100天，效率(lǜ)衰減(jiǎn)約2——3%，此後衰(shuāi)減幅度大(dà)幅減(jiǎn)緩并穩定有每(měi)年衰減(jiǎn)0.5——0.8%，20年(nián)衰減約20%。單(dān)晶組件衰(shuāi)減要約少于多(duō)晶組件。非(fēi)晶光(guāng)做組件的衰減(jiǎn)約低(dī)于晶矽。
因此，提(tí)升轉(zhuǎn)化率(lǜ)、降(jiàng)低每瓦成本(běn)仍将(jiāng)是光伏未來發(fā)展的(de)兩大(dà)主題。無論(lùn)是哪(nǎ)種方式，大規模(mó)應用如果(guǒ)能夠(gòu)将轉(zhuǎn)化(huà)率提升(shēng)到30%，成本在每千(qiān)瓦五(wǔ)千元(yuán)以下(xià)（和水(shuǐ)電相(xiàng)平），那麽人(rén)類(lèi)将在
核(hé)聚變發電(diàn)研(yán)究成功(gōng)之前得到(dào)最爲廣(guǎng)泛、最清(qīng)潔、最(zuì)廉價的幾(jǐ)乎無限的可靠(kào)新能源。
獨立光伏發(fā)電(diàn)
并(bìng)網光(guāng)伏發電
并網光伏發(fā)電就(jiù)是太陽(yáng)能組件(jiàn)産生的直流電(diàn)經(jīng)過并網逆變器轉換成符合(hé)市電(diàn)電(diàn)網(wǎng)要求(qiú)的交流電之後(hòu)直接接入(rù)公共(gòng)電網。可以(yǐ)分爲(wèi)帶蓄電池的和(hé)不帶蓄電(diàn)池的(de)并網發電(diàn)系統(tǒng)。
帶有(yǒu)蓄(xù)電(diàn)池的并網發電系統(tǒng)具有可(kě)調度性，可以根據需要(yào)并入或退出電網，還具有
備用(yòng)電源(yuán)的功(gōng)能，當(dāng)電網因故停電(diàn)時可(kě)
緊(jǐn)急供電。帶有蓄電池的
光伏(fú)并網發電系統常(cháng)常(cháng)安裝在居(jū)民建(jiàn)築；不(bú)帶蓄電池的并(bìng)網發電系統不具備(bèi)可調(diào)度性(xìng)和備用電(diàn)源的(de)功能，一般(bān)安裝(zhuāng)在較(jiào)大型的系統上。
并網光伏(fú)發電(diàn)有集(jí)中式(shì)大型(xíng)并網光伏(fú)電站一般都是(shì)國家級電(diàn)站，主(zhǔ)要特(tè)點(diǎn)是将所(suǒ)發電(diàn)能直(zhí)接輸送到(dào)電網，由電(diàn)網統一調配向(xiàng)用戶(hù)供電。但這(zhè)種電站(zhàn)投資大、建設(shè)
周期(qī)長、占(zhàn)地(dì)面積大(dà)，還沒(méi)有太大發展。而分散(sàn)式小(xiǎo)型并網光伏，特(tè)别是
光伏建築(zhù)一體(tǐ)化(huà)光伏發電，由(yóu)于投資小、建(jiàn)設快、占地面積小(xiǎo)、政策支(zhī)持力度(dù)大等(děng)優點，是并(bìng)網光伏發電的(de)主流。
分布式光伏發電
分布式光伏發電系統(tǒng)的(de)基本設(shè)備(bèi)包括光(guāng)伏電(diàn)池組件(jiàn)、光伏方(fāng)陣支架(jià)、直(zhí)流
彙流箱(xiāng)、直流(liú)配電(diàn)櫃、
并網逆(nì)變器、交流配電櫃等(děng)設備，另外(wài)還有供電系(xì)統監控(kòng)裝置和(hé)環(huán)境監(jiān)測裝(zhuāng)置(zhì)。其
運行(háng)模式是在(zài)有
太(tài)陽輻(fú)射(shè)的條件(jiàn)下，光伏發電系(xì)統的太陽(yáng)能電(diàn)池組件陣列将(jiāng)
太(tài)陽能轉換輸(shū)出的電能(néng)，經過直流(liú)彙(huì)流箱集(jí)中送入(rù)直流配(pèi)電櫃，由并(bìng)網逆(nì)變器逆變成交(jiāo)流電供(gòng)給建築(zhù)自身負(fù)載，多餘或不(bú)足的電力(lì)通過聯接電網(wǎng)來調節(jiē)。
光(guāng)伏發(fā)電系統是由光(guāng)伏組(zǔ)件，
蓄(xù)電池(chí)組，
充放電控制器，
逆變器，交流(liú)配電櫃，太(tài)陽跟蹤控制(zhì)系(xì)統等(děng)設備組成(chéng)。其部分設(shè)備的作用(yòng)是：
光(guāng)伏組件
蓄電池(chí)組
其作用(yòng)是貯(zhù)存
太陽能電池(chí)方陣受光(guāng)照時(shí)發出的(de)電(diàn)能并(bìng)可随時向
負載供電。太陽(yáng)能電(diàn)池發電對(duì)所用(yòng)蓄電(diàn)池組的基(jī)本(běn)要(yào)求是：a.
自放電率低；b.使用壽(shòu)命長；c.
深(shēn)放(fàng)電能(néng)力強；d.充(chōng)電效率(lǜ)高；e.少維護(hù)或免(miǎn)維護；f.
工(gōng)作溫度(dù)範圍(wéi)寬(kuān)；g.價(jià)格低廉。
控制(zhì)器
是能自動防(fáng)止蓄(xù)電(diàn)池(chí)
過充(chōng)電和
過(guò)放(fàng)電的設備。由于蓄電(diàn)池的循環充放(fàng)電次數(shù)及
放電(diàn)深度是決(jué)定蓄(xù)電池使用壽命(mìng)的重要因素，因(yīn)此能控制蓄電(diàn)池組過充(chōng)電或過放(fàng)電的(de)充放電控制(zhì)器是必不可(kě)少的設備。
逆(nì)變器
獨立運(yùn)行逆變(biàn)器用于獨立運行的(de)
太陽(yáng)能電(diàn)池發電系統，爲(wèi)獨立(lì)負載(zǎi)供電(diàn)。并網(wǎng)逆變器用(yòng)于并網運(yùn)行的(de)太陽能電(diàn)池發(fā)電系統。
逆(nì)變器(qì)按輸出波型可(kě)分(fèn)爲(wèi)
方(fāng)波逆變(biàn)器和
正(zhèng)弦波逆(nì)變器(qì)。方波逆變(biàn)器電路(lù)簡單，造(zào)價低，但
諧(xié)波分(fèn)量大，一般(bān)用于(yú)幾百瓦(wǎ)以下和(hé)對諧波要(yào)求不高的系(xì)統。正弦(xián)波逆(nì)變器(qì)成本(běn)高，但(dàn)可(kě)以适用(yòng)于各種負(fù)載。
跟蹤系統
由(yóu)于相對于(yú)某一(yī)個固定地(dì)點的太陽能
光(guāng)伏發電系統，一(yī)年
春夏秋(qiū)冬四(sì)季、每天(tiān)日升日(rì)落，太陽的光照(zhào)角度時時刻刻(kè)都在(zài)變化，如果(guǒ)
太陽(yáng)能電池闆(pǎn)能夠時刻(kè)正對(duì)太陽(yáng)，發電效率(lǜ)才(cái)會達(dá)到最佳(jiā)狀态(tài)。
世界上通用的太陽跟蹤(zōng)控制(zhì)系統(tǒng)都需(xū)要根據安(ān)放點(diǎn)的
經緯度等信(xìn)息計算一年中(zhōng)的每一天(tiān)的不(bú)同時刻(kè)太(tài)陽所(suǒ)在的角度(dù)，将一(yī)年中每個時刻的
太(tài)陽位(wèi)置存(cún)儲到
plc、
單(dān)片機或電腦軟(ruǎn)件(jiàn)中，也(yě)就是靠(kào)計算太(tài)陽(yáng)位置以實現(xiàn)跟蹤。采用的(de)是(shì)電腦(nǎo)數據理論(lùn)，需要
地球(qiú)經緯(wěi)度地(dì)區的的數(shù)據和設定，一旦(dàn)安裝，就不便(biàn)移(yí)動或(huò)裝拆，每次移動完(wán)就必須(xū)重新設定(dìng)數據和調整各(gè)個參(cān)數；原理、電路、技(jì)術、設備(bèi)複雜，非(fēi)專業人士不能(néng)夠随(suí)便操作。把(bǎ)加(jiā)裝(zhuāng)了智能太(tài)陽跟(gēn)蹤儀的
太(tài)陽能發電(diàn)系統安裝(zhuāng)在(zài)高速行(háng)駛的汽車(chē)、火車，以(yǐ)及通訊(xùn)應急(jí)車、特種
軍(jun1)用汽車、軍艦或輪船(chuán)上，不(bú)論系統向何方(fāng)行(háng)駛、如何(hé)調頭、拐(guǎi)彎，智能(néng)太陽跟(gēn)蹤儀都(dōu)能保證設(shè)備的(de)要求跟蹤部位正對太陽。
