科普：光伏是如何發電的？

光伏發電是利用半導體界麵的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術，主要由太陽電池板(組件)、控製器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構成。那麽，具體是怎樣的一個過程呢?下麵，我們就來詳細解析，光伏發電過程是什麽?

關於半導體

矽晶體化學性質非常穩定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質發生反應，且是不良導體，因為它沒有無所事事的自由電子。而磷原子(P)的最外層有5個電子，把磷原子摻雜進矽晶體，那麽矽晶體顯然就多出了一個自由電子。

磷原子拿出4個電子與相鄰4個矽原子共享後，還剩餘一個電子，它是自由的。矽晶體中無數的矽原子被磷原子取而代之，就多出了很多的自由電子，於是，它就導電了。此時，我們已經做成了一個半導體，它的名字叫"N型半導體"。

而摻雜鋁原子後，顯然，就缺少了一個電子了，矽晶體摻雜諸如鋁、硼這樣的三價原子後，就製成了另一種半導體，叫做"P型半導體"，可以把"P"想象成一個需要電子去填充的空穴。

P型半導體也是導電的，這是因為，施加外電場後，P型半導體中的電子會逆電場方向依次填補空穴，同時呢，空穴也就沿電場方向移動，於是，電流產生了。

關於PN結

如果一塊半導體晶體的一側是N型半導體，另一側是P型半導體，那麽中間相連的接觸麵就叫PN結。在N型半導體中，自由電子的濃度很高，而在P型半導體中，空穴的濃度很高。根據擴散的原理，物質總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴散。

所以，在PN結中，會有很多自由電子從N型半導體中擴散到P型半導體中，帶來的結果是，本來N型半導體是電中性的，不帶電，但因為失去一部分電子後，就帶正電了。而在P型半導體中，因為很多自由電子跑過來，填滿了不少空穴，導致空穴濃度降低了，本來P型半導體也是電中性的，現在多出了很多電子，所以帶上了負電。

PN結中，一側帶上正電，一側帶上負電，於是就在接觸麵形成了一個內部的電場。

光伏發電過程是什麽?

當太陽光照射到一般的半導體上時，會產生電子與空穴對，即，陽光在半導體中產生一個自由電子時，就會同時產生一個空穴，因為電子在陽光能量的作用下離開本該待的位置，成為自由電子時，那個位置必然缺乏一個電子，空穴就產生了。

因為PN結中有內電場，當太陽光在PN結中產生電子和空穴時，電子會在內電場的作用下，向N型半導體中移動，同理，空穴向P型半導體中移動。此時，如果PN結兩端接通導線，就可以產生電流了。

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