隨著全球經濟的快速發展、人類的進步，人們對能源提出了越來越高的要求，開發新的能源已經成為當前人類面臨的迫切課題。　

因為火電需要燃燒煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蘊藏量有限，正面臨著枯竭的危險。另一方面燃燒燃料將排出CO2和硫的氧化物，會導致溫室效應和酸雨，惡化地球環境。水電要淹沒大量土地，有可能導致生態環境破壞，而且大型水庫一旦潰崩，后果將不堪設想，另外，一些國家的水力資源也是有限的，而且還要受季節的影響。核電在正常情況下固然是干凈的，但萬一發生核泄漏，后果同樣是可怕的。

上述問題都迫使人們去尋找新的能源。新能源要同時符合兩個條件：一是蘊藏豐富，不會枯竭；二是干凈，不會威脅人類和破壞環境。目前找到的新能源有：太陽能，風能，燃料電池。

照射在地球上的太陽，能量非常巨大，太陽能照射在地球上大約40分鐘，便足以供全球人類一年能量的消費。可以說，太陽能是取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電干凈，不產生公害。所以太陽能發電是應用廣泛，前景光明的理想能源。

太陽能光伏發電的原理：

太陽能光伏發電是利用太陽能和半導體材料的電子學特性實現發電的。

1、太陽能光伏發電的原理（光伏發電）： 太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

2、太陽能發電兩種方式：一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

 a、光—熱—電轉換方式：通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發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，目前只能小規模地應用于特殊的場合，而大規模利用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

b、光—電直接轉換方式（光伏發電）：利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能。光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。

能產生光伏效應的材料：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。晶體硅為基本的電池材料。以晶體硅材料制備的太陽能電池主要包括：單晶硅太陽電池，鑄造多晶硅太陽能電池，非晶硅太陽能電池和薄膜晶體硅電池。單晶硅電池具有電池轉換效率高，穩定性好，但是成本較高；非晶硅太陽電池則具有生產效率高，成本低廉，但是轉換效率較低，而且效率衰減得比較快；鑄造多晶硅太陽能電池則具有穩定的轉換的效率，而且性能價格比高；薄膜晶體硅太陽能電池處在研發階段。硅系列太陽能電池中，單晶硅和多晶硅的比例已超過百分之八十。

太陽能電池生產過程大致可分為五個步驟：a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。

3、太陽能光伏發電過程：

現以晶體為例描述光發電過程。　當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了越遷，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。當許多個電池串聯或并聯起來就可以形成有較大輸出功率的太陽能電池方陣。

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