為什么太陽光能夠變成電

導語：大家都知道，太陽光是一種能量，能轉(zhuǎn)化為電。有些朋友想了解更多關(guān)于太陽光的知識，那么，為什么太陽光能夠變成電？為何太陽光能變?yōu)殡姡肯旅媸切【幘臏蕚涞膬?nèi)容希望對大家有所幫助！

為什么太陽光能夠變成電

利用太陽光來發(fā)電有兩類方式：一類是太陽光直接發(fā)電，叫作太陽能光伏發(fā)電；另一類是太陽光間接發(fā)電，又叫太陽能光熱發(fā)電。

在太陽能光熱發(fā)電中，有一種稱為聚光太陽能發(fā)電（簡稱CSP）的技術(shù)，即先用拋物鏡將陽光聚集到充滿合成油的吸熱管上，等到合成油被陽光加熱到約400℃時，再將熱油輸送至熱交換器里，通過熱交換器加熱循環(huán)水，產(chǎn)生水蒸氣，推動渦輪轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。太陽能光熱發(fā)電與常規(guī)火力發(fā)電原理是類似的，只是熱能不是來自煤炭的燃燒，而是來自太陽光，因此非常潔凈。

與太陽能光熱發(fā)電不同，光伏發(fā)電直接將陽光轉(zhuǎn)變成電?？茖W家發(fā)現(xiàn)了一種能吸收陽光產(chǎn)生電能的半導體材料，它的這種特殊本領(lǐng)稱為光伏效應。

光伏效應涉及兩個最基本的過程，一個是電子—空穴對的產(chǎn)生，另一個是電子—空穴對的分離。

物質(zhì)是由分子構(gòu)成的，分子是由原子構(gòu)成的，原子里有電子。半導體也是一種物質(zhì)，它里面也有電子。當半導體中的電子吸收陽光后，獲得能量，變得異?！芭d奮”，就從低能量態(tài)“躍”到高能量態(tài)。由于電子的離開，在低能量態(tài)的位置就留下了電子的一個“空座位”，科學家給這個空座位起名叫作“空穴”。因為電子帶負電荷，所以空穴就帶正電荷。這就是電子—空穴對的產(chǎn)生。

如果往水里加一點糖，就會變成糖水，加一點鹽就會變成鹽水。同樣，如果在半導體里摻入兩種不同的物質(zhì)，例如加一點磷或者硼，半導體也會變成兩種“味道”不同的半導體，一種稱為n型半導體，另一種則叫p型半導體。如果把n型半導體和p型半導體接觸在一起，界面上就會形成pn結(jié)。pn結(jié)界面上跨越著內(nèi)建電場，能夠?qū)㈦娮印昭▽Ψ蛛x，指揮所有電子到n型半導體這邊“集合”，空穴則到p型半導體那邊“集合”。這就是電子—空穴對的分離。

半導體中的電子在吸收陽光、獲得能量后，便離開“座位”，產(chǎn)生了電子—空穴對。pn結(jié)中的內(nèi)建電場將這些電子—空穴對分離，所有帶負電荷的電子聚集在一邊，而帶正電荷的空穴聚集在另一邊。在兩邊裝上電極就構(gòu)成了一個電池，這種電池就叫光伏電池或者叫太陽能電池。這就是陽光直接變成電的過程。

發(fā)展最快的發(fā)電技術(shù)

在新的可再生能源中，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展速度是最快的，各個國家都將它作為新能源的重要發(fā)展戰(zhàn)略。太陽能光伏電站，是通過太陽能電池方陣，將太陽能輻射能轉(zhuǎn)換為電能的一項重要技術(shù)手段，不僅可以實現(xiàn)資源的有效利用，同時還能為社會的經(jīng)濟發(fā)展提供資源。太陽能光伏電站按照運行方式，可以分為獨立太陽能光伏電站和并網(wǎng)太陽能光伏電站。

我們經(jīng)常使用的太陽能熱水器是一種太陽能集熱器，它把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，提供給人們生活所用的熱水。然而太陽能光伏發(fā)電的原理是比較復雜的，它主要是通過太陽能電池接收太陽能，并將其直接轉(zhuǎn)化為電能。太陽能汽車就是光伏發(fā)電的一個實際應用，那些形狀奇異的太陽能汽車好像長著寬大的“翅膀”，其實，它的表面覆蓋了很多太陽能電池板，這樣才可以產(chǎn)生足夠的電能，給汽車行駛提供動力。

如果要把更多的太陽能轉(zhuǎn)換成電能，供其他電能的需要，這種小小的電池板力量就太薄弱了，我們就需要建造太陽能光伏發(fā)電站。簡單地說，太陽能光伏電站是由若干個太陽能電池組成的方陣，用光伏陣列將太陽光轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電站。