1839年，法國科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了液體的光伏效應(yīng)，即“光伏效應(yīng)”。1917年，波蘭科學(xué)家切·克魯斯基發(fā)明了直拉法技術(shù)，經(jīng)過改進，發(fā)展成為太陽能用單晶硅的主要制備方法。1941年，奧爾發(fā)現(xiàn)了硅的光伏效應(yīng)。1954年，美國科學(xué)家查平和皮爾遜在貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽能電池。大家都聽說過光伏發(fā)電，但是你知道光伏發(fā)電的原理嗎？

這項技術(shù)的關(guān)鍵部分是太陽能電池。太陽能電池串聯(lián)后，可以封裝保護形成大面積太陽能電池組件，再與功率控制器等部件組成光伏發(fā)電裝置。光伏效應(yīng)如果光照射在太陽能電池上，在界面層被吸收，能量足夠的光子可以從P型硅和N型硅中的共價鍵激發(fā)出電子，產(chǎn)生電子-空穴對。界面層附近的電子和空穴在復(fù)合前會被空間電荷的電場彼此分離。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種新型發(fā)電系統(tǒng)，利用太陽能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能。有獨立運行和并網(wǎng)運行兩種模式。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)需要蓄電池作為儲能裝置，主要用于沒有電網(wǎng)的偏遠地區(qū)和人口分散地區(qū)，整個系統(tǒng)成本很高；在有公共電網(wǎng)的地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)并網(wǎng)運行，不僅可以大大降低成本，而且發(fā)電效率更高，環(huán)保性能更好。

能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有很多種，單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、硒、銦、銅等。它們的發(fā)電原理基本相同?，F(xiàn)在以晶體為例來描述光伏發(fā)電過程。P型晶體硅可以摻磷得到N型硅，形成P-N結(jié)。當光照射到帶有太陽能電池的示例太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子能量轉(zhuǎn)移到硅原子上，使電子遷移，變成自由電子聚集在PN結(jié)兩側(cè)，形成電勢差。當外電路接通時，在這個電壓的作用下，會有電流流過外電路，產(chǎn)生一定的輸出功率。

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光伏效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。這項技術(shù)的關(guān)鍵部分是太陽能電池。太陽能電池串聯(lián)后，可以封裝保護形成大面積太陽能電池組件，再與功率控制器等部件組成光伏發(fā)電裝置。太陽能光伏組件將直射陽光轉(zhuǎn)化為直流電，光伏串通過DC接線盒并聯(lián)到DC配電柜，再連接到逆變器的DC輸入端，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，逆變器的交流輸出端連接到交流配電柜，通過交流配電柜直接并入用戶側(cè)。

由一個或多個太陽能電池組成的太陽能電池板稱為光伏組件。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三個方面:一是為無電場合提供電力，主要為無電地區(qū)居民的生活和生產(chǎn)提供電力，以及微波中繼電源、通信電源等。此外，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各種太陽能充電器、太陽能路燈、太陽能草坪等；三是并網(wǎng)發(fā)電，在發(fā)達國家已經(jīng)廣泛實施。

光伏發(fā)電原理:光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當光子照射金屬時，其能量可以被金屬中的電子完全吸收。電子吸收的能量足夠大，可以克服金屬內(nèi)部的吸引力，從金屬表面逃逸成為光電子。硅原子有四個外部電子。純硅如果摻雜五個有外電子的原子，比如磷原子，就會變成n型半導(dǎo)體；如果純硅摻雜有三個具有外部電子的原子，例如硼原子，則形成P型半導(dǎo)體。

當太陽照在pn結(jié)上時，電流從P型側(cè)流向N型側(cè)，形成電流。太陽能光伏板的光電效應(yīng)是指不均勻的半導(dǎo)體或半導(dǎo)體的不同部分與金屬結(jié)合，由于光的作用而產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。首先，這是一個光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子，光能轉(zhuǎn)化為電能的過程。第二個是電壓形成過程。光伏發(fā)電的工作過程:光伏板的作用是收集電能。每幾塊相連的光伏板就會形成一條線，光伏板產(chǎn)生的電就是DC。

理論光伏發(fā)電是基于光伏效應(yīng)的原理，利用太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能。無論是獨立使用還是并網(wǎng)使用，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板(組件)、控制器和逆變器組成，主要由電子元件組成，不涉及機械部分，因此，光伏發(fā)電設(shè)備極其精細、可靠、穩(wěn)定、長壽，且易于安裝和維護。理論上，任何需要供電的場合都可以使用光伏發(fā)電技術(shù)。