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66 太阳能电池是如何发电的（第1页）

66　太阳能电池是如何发电的

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太阳能电池越来越普及了。

不仅设置简单，不需要维修和定期检查，而且日本还有家庭用不完的电可以卖给政府等鼓励政策。

◎太阳能电池的结构

1个太阳能电池是1片约为12厘米大小的黑色玻璃板样式的东西。

几块这样的板子排列在一起的平板叫作模组，几个模组排列在一起就是太阳能电池的发电系统。

当太阳光照射到玻璃板上时会产生电，电极处会有电流流动。

1个太阳能电池的电动势约0.5伏。

家庭用的太阳能电池用的是硅，因此也被称为硅太阳能电池。

构造如图10?7所示，仅仅是透明电极和金属电极之间夹了2片半导体（N型半导体、P型半导体），没有可以活动的部件。

2种半导体都是硅中混合了少量的不纯物，一般称为掺杂半导体。

太阳光照射到透明电极上，穿过轻薄又透明的N型半导体层，到达PN结。

此时，此处的电子接收到太阳光能开始运动，穿过N型半导体层到达透明电极层。

之后经由外部回路到达金属电极层，穿过P型半导体层后返回，流经外部回路的电子相当于电流。

图10-7　硅太阳能电池构造

◎太阳能电池的优缺点

太阳能电池性能优越，但也不全都是优点，也有缺点，我们分别来看看太阳能电池的优缺点。

优点

①不需要维修和定期检查：太阳能电池没有可以活动的部件，也没有消耗品部件，因此不会发生故障，基本不需要维修和定期检查。

②可以自产自销：可以直接把发电部分和消耗电量的部分连接在一起。

例如，可以用太阳能电池做路灯的灯罩，这样发电和亮灯系统可以一体化。

孤岛的灯塔如果用太阳能电池的话，无需人进行其他操作，灯塔也可以持续照明。

③不需要输送电的设备：同②一样，太阳能无需在远方发电，因此也就不需要输送电力。

不需要输电线路，电力也不会产生运输损耗。

缺点

①价格高。

②转换效率低。

太阳能电池最致命的缺点当属价格高。

虽然硅在地壳中的含量很高，没有资源枯竭的担心。

但太阳能电池用硅对纯净度有要求，纯净度高达99.99999%。

为了满足该纯净度，需要大量的工厂设备和电能，价格自然高。

此外，太阳光中的光能转换为电能的转换效率也存在问题。

现在的转换效率一般是15%～20%，如何把转换率提高到50%，这一课题目前在被大量研究。

[1]

[1]可再生能源中，水力发电的转换效率（发电效率）最高，高达80%，其次是风力发电，约为25%，地热发电约为8%，生物发电仅有1%。