太陽光照在半導體p－n結(jié)上，形成新的空穴－電子對，在p－n結(jié)內(nèi)建電場的作用下，光生空穴流向p區(qū)，光生電子流向n區(qū)，接通電路后就產(chǎn)生電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光熱電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光電直接轉(zhuǎn)換方式。

1、光熱電轉(zhuǎn)換

光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)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，只能小規(guī)模地應用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)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(zhuǎn)換

太陽能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。黑體（如太陽）輻射出不同波長（對應于不同頻率）的電磁波， 如紅外線、紫外線、可見光等等。當這些射線照射在不同導體或半導體上，光子與導體或半導體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。射線的波長越短，頻率越高，所具有的能量就越高，例如紫外線所具有的能量要遠遠高于紅外線。但是并非所有波長的射線的能量都能轉(zhuǎn)化為電能，值得注意的是光伏效應于射線的強度大小無關，只有頻率達到或超越可產(chǎn)生光伏效應的閾值時，電流才能產(chǎn)生。能夠使半導體產(chǎn)生光伏效應的光的最大波長同該半導體的禁帶寬度相關，譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1．155eV，因此必須波長小于1100nm的光線才可以使晶體硅產(chǎn)生光伏效應。

簡單的說，太陽光電的發(fā)電原理，是利用太陽電池吸收0．4μm～1．1μm波長（針對硅晶）的太陽光，將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。

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