太阳能发电的工作原理与结构图,太阳能电池的发电原理
来源:整理 编辑:太阳能 2025-07-16 12:47:40
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1,太阳能电池的发电原理
太阳能电池板
太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能的辐射能力转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
太阳能电池板的工作原理:半导体p-n结的光生伏打效应。简而言之,就是当物体受到光照时,物体内部的电荷分部状态发生变化而产生的电动势和电流的一种效应,当太阳光或者其他光照射到半导体p-n结时,就会在p-n结的两边出现电压。

2,太阳能板的原理及结构是什么
太阳能板上布满小方块,里面是半导体器件,它能把光转换成电,每块的功率是一定的,同一规格的(一般是不同的电压规格)几块并联起来,以增大电流输出。所以板子大,器件多,采光面大,输出的电功率就大。常见计算器上有暗红色的窗口,那里就是装的半导体光电转换器件,只是电压低电流小罢啦。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。(二) 太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;(三) 蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。(四) 逆变器:太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。
3,太阳能发电原理
太阳能发电板一般是由硅晶体板制造的,发电原理是由于硅晶体的特殊结构决定的,.如果想知道更多关于太阳能的知识,可以登录BrainPOP 博睿宝宝: http://brainpop.cn/category_31/subcategory_332/subjects_2604/就能观看了~~~(不过是需要注册的)但是如果安装了滴滴学堂软件,不用注册就能看啦!BrainPOP 关于这个话题有一个非常生动深入的动画,建议大家自己去看,直接访问 http://brainpop.cn/……………………就可以啦…(不过需要注册),如果安装滴滴学堂(免费的,可以控制孩子上网时间,屏蔽不良网站等), 不用注册就可以直接看啦!原理: 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为: (一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本; (二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项; (三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。 (四)逆变器:在很多场合,都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能(注意,不是简单的降压)。 太阳能发电系统的设计需要考虑如下因素:Q1、 太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何?Q2、 系统的负载功率多大?Q3、 系统的输出电压是多少,直流还是交流?Q4、 系统每天需要工作多少小时?Q5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?Q6、 负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?Q7、 系统需求的数量。
4,太阳能发电原理及制造材料
太阳能电池的主要原理是通过使用半导体材料,将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上,当光子撞击该装置的表面时,P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流.
太阳光是有压力的,它照射在某些材料上时,这些材料会形成一个很强的内部电场,导致电子溢出;如果事先在材料的另一面,制备一些“空穴”,这些电子想稳定下来“过平常日子”,很自然地就会向这空穴移动,试图占据这个“空穴”,这样电子就会向空穴方向流动,于是电流就形成了;这些电流在奔向空穴的中途,被拦截、汇集、储存起来,就是阳光发了电。阳光发电效应,称为“光伏效应”,所以,太阳能电站往往被称为“光伏电站”。
参考资料 http://bbs.chinagb.net/?fromuid=69687
太阳能发电系统原理及设计注意事项
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。(二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;(三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。(四)逆变器:太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能发电系统的设计需要考虑的因素:
1、太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何?
2、系统的负载功率多大?
3、系统的输出电压是多少,直流还是交流?
4、系统每天需要工作多少小时?
5、如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?
6、负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?
7、系统需求的数量。
可以用太阳能硅片,主要有单晶硅,多晶硅,非晶硅,单晶和多晶可以稳定使用20年以上,非晶硅一般一年以后发电效率就会衰减。 最后说一点,太阳能电池不能配合电瓶做配件,只能补充一下电能,不能代替充电器
5,太阳能发电原理
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:
1、太阳能电池板
太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能的辐射能力转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
太阳能电池板的工作原理:半导体p-n结的光生伏打效应。简而言之,就是当物体受到光照时,物体内部的电荷分部状态发生变化而产生的电动势和电流的一种效应,当太阳光或者其他光照射到半导体p-n结时,就会在p-n结的两边出现电压。
2、太阳能控制器
太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附件功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
3、蓄电池
一般是铅酸蓄电池,小型系统中也可用其他的种类,比如镍镉电池等,其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。
4、逆变器
在很多场合,都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC,为能向220VDC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,由此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-AC逆变器如将24VDC的电能转换成5VDC的电能(注意,不是简单的降压)。我留在恒宽的那本书上面介绍的非常详细,单是发电原理的 话,你想要了解什么都有的!!不过问下刘洋书在哪里了!http://baike.baidu.com/view/357358.html?wtp=tt这是半导体物理中涉及的问题。
物质根据导电性可以分为:导体,半导体和绝缘体。
从物质内部结构来讲,物质的导电性是由电子运动引起的。
如果物质内部所有能级都被电子所填充,那么电子就没有运动空间,也就不会导电,也就是绝缘体。
如果物质内部有一部分能级是空的,而另一部分被电子所填充,那么,在没有外界影响的状态下,电子会处于基态,也就是能量最低的状态,与最低能级相对应,这时高能级就是空的,在有外界能量输入时,低能级上的电子吸收能量跃迁到高能级,就发生了电子的运动,具有了导电性。
太阳能电池是由光敏半导体材料制成的,多数好象使用硅的化合物。
真正的太阳能电池与我们印象中的是不同的。一般人认为他应该是一个很光华的表面,但实际上,为了使吸收光照射的面积增大,硅板的表面需要通过蚀刻的方法在表面做出许多毛尖,使表面变的粗糙,因为光的利用率比较
6,太阳能电池板发电的原理
光生伏特效应简称为光伏效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
产生这种电位差的机理有好几种,主要的一种是由于阻挡层的存在。以下以P-N结为例说明。
热平衡态下的P-N结
P-N结的形成:
同质结可用一块半导体经掺杂形成P区和N区。由于杂质的激活能量ΔE很小,在室温下杂质差不多都电离成受主离子NA-和施主离子ND+。在PN区交界面处因存在载流子的浓度差,故彼此要向对方扩散。设想在结形成的一瞬间,在N区的电子为多子,在P区的电子为少子,使电子由N区流入P区,电子与空穴相遇又要发生复合,这样在原来是N区的结面附近电子变得很少,剩下未经中和的施主离子ND+形成正的空间电荷。同样,空穴由P区扩散到N区后,由不能运动的受主离子NA-形成负的空间电荷。在P区与N区界面两侧产生不能移动的离子区(也称耗尽区、空间电荷区、阻挡层),于是出现空间电偶层,形成内电场(称内建电场)此电场对两区多子的扩散有抵制作用,而对少子的漂移有帮助作用,直到扩散流等于漂移流时达到平衡,在界面两侧建立起稳定的内建电场。太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应,一般的半导体主要结构如下:
图中,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
当硅晶体中掺入其他的杂质,如硼、磷等,当掺入硼时,硅晶体中就会存在着一个空穴,它的形成可以参照下图:
图中,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子,因为硼原子周围只有3个电子,所以就会产生入图所示的蓝色的空穴,这个空穴因为没有电子而变得很不稳定,容易吸收电子而中和,形成P(positive)型半导体。
同样,掺入磷原子以后,因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成N(negative)型半导体。黄色的为磷原子核,红色的为多余的电子。如下图。
N型半导体中含有较多的空穴,而P型半导体中含有较多的电子,这样,当P型和N型半导体结合在一起时,就会在接触面形成电势差,这就是PN结。
当P型和N型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层),界面的P型一侧带负电,N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴,N型半导体多自由电子,出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”,从而阻止扩散进行。达到平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,这就是PN结.
当晶片受光后,PN结中,N型半导体的空穴往P型区移动,而P型区中的电子往N型区移动,从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差,这就形成了电源。(如下图所示)
由于半导体不是电的良导体,电子在通过p-n结后如果在半导体中流动,电阻非常大,损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属,阳光就不能通过,电流就不能产生,因此一般用金属网格覆盖p-n结(如图 梳状电极),以增加入射光的面积。
另外硅表面非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用。为此,科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜(如图),将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限,于是人们又将很多电池(通常是36个)并联或串联起来使用,形成太阳能光电板
7,求太阳能电板工作原理及 构造图
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应。外硅表面非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用。为此,科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜,将反射损失减小到5%甚至更小。 一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限,于是人们又将很多电池(通常是36个)并联或串联起来使用,形成太阳能光电板。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。http://baike.baidu.com/view/875579.htm真空管式太阳能热水器主要有储水箱、集热管(真空管)、支架三部份组成。储水箱的外观为一个留有多个插孔的圆柱形物体,箱体由内外两层金属材料中间夹带体温层组成,它的作用为储水用;真空管象一个被拉长的热水壶内胆,由一大一小两支玻璃管套合而成,外层为透明,内层为涂有光普选择性的吸收涂层,内外管之间抽成直空,它是太阳能热水器的核心,用于最大限度地吸收太阳光辐射后的热能;支架支撑着整台太阳能热水器,用于固定储水箱和真空管。a.真空管式太阳能热水器工作原理:真空管吸热-微循环-保温水箱-测控制系统-用户。 真空管式太阳能热水器,利用真空管集热,最大限度的实现光热转换,经微循环把热水传送到保温水箱里,通过专用管路至用户。控制系统把自来水通过控制阀,控制仪等送至太阳能以达到自动化控制。辅助电加热安置在水箱里,已备阴、雨、雪天使用,节电90%。并自动化运行。 性能特点及技术参数 ⑴集热元件-真空管技术参数规格: 1200mm×47mm 1500 mm×47mm。 目前集热效果的最好的是al---n/al真空溅射选择性镀膜,本产品采用1.2、1.5m利用该涂层的玻璃真空管,其吸收率 ≥0.93红外发射率ε≤0.6,平均热损uct0.9w/㎡℃真空度p≤5×10ˉ3pa采用性能相当于美国的高硼硅3.3特硬玻璃制造。 ⑵.保温材料性能特点及技术参数: 保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用,在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂保温,若配料、工艺、环境、温度不适,也会造成发泡不均或泡孔过大、工质缓慢漏失保温性逐渐下降的后果,这就需要厂家有专门的发泡机械、标准化模具和较高的工艺技术水平。另外,我们不仅要了解产品用材工艺、还要看厂家的机械设备、模具等有机成本的高低、质量监测的水准。产品质量直接关系消费者的利益。 聚氨酯保温层厚度:70mm闭孔率:65.69%导热系数:19.83mw/m.k,并经过高温熟化处理。 ⑶水箱内胆与支架 水箱内是储存热水的重要部分,其用材料强度和耐腐蚀性至关重要,优质的选材应是进口sus304板材,厚度在0。6mm--0。8mm之间不锈钢板,氩气保护,高频自动焊接,提高钢板在各种水质或各种环境耐腐蚀性能,是比较先进的焊接工艺 支架材料全部采用不锈钢(sus304),外观美观、强度高、整体采用螺栓连接,支架、整机刚性强,而且利于运输安装,抗腐能力强。 b.热管承压式太阳能热水器工作原理:真空管吸热-热管传导热-保温水箱-控制系统-用户。(价格较高) 热管承压式太阳能热水器,利用真空管集热,内置¤ 型翅片,把高温环境中的热量传给热管、热管迅速将热量传入水箱,特别在多云,辐射强度低的情况下,启动传热快。经连续测试,热管式太阳能热水器,日平均热效率高达56%。 传热元件-热管技术参数规格:φ8×1520 ⑴.国内热管生产厂很多,我们对国内所有热管进行检测,按gb/t14812-1993、gb/14813---1993对热管性能和热管寿命进行实验检测,大多有机热管在一、两年后,传热效率明显下降,最后选定无机分子热管(美国-macble公司专利技术),通过美国思坦福研究院(sri)长期系统测试,证明其具有卓越的传热性能。传热不需工质相变,靠分子热运动、传热快、传热效率高。 ⑵.承压能力高 热管式太阳能热水器水箱,采用2mm厚钢板,弧型封头,co 2自动焊接,承压能力0.6mpa,密封工作压力高达1.2mpa。选用国际先进化学镀镍技术,表面喷涂达到国际先进水平。集热器可承受自来水的压力(试验压力最高可达1.2mpa)。尺寸符合tb311-74规定, ⑶.抗冻、承载能力强 热管式太阳能热水器采用热管传热技术,集热管内无水,不会因高寒地区气温过低而冻破集热管,从而影响使用。而且因管中无水,若一支热管破损,不会影响整机工作,这样热水器使用范围更广。支架材料全部采用不锈钢(sus304),外观美观、强度高、整体采用螺栓连接,支架、整机刚性强而且利于运输安装,抗腐能力强。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。http://baike.baidu.com/view/875579.htm
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