光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。光籽照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。矽原子有4個外層電子,如果在純矽中摻入有5個外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導體;若在純矽中摻入有3個外層電子的原子如硼原子,形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結後,空穴由P極區往N極區移動,電子由N極區向P極區移動,形成電流。
光電效應就是光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子(光波)轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。
多晶矽經過鑄錠、破錠、切片等程序後,製作成待加工的矽片。在矽片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就形成P-N結。然後採用絲網印刷,將精配好的銀漿印在矽片上做成柵線,經過燒結,同時製成背電極,並在有柵線的面塗一層防反射塗層,電池片就至此製成。電池片排列組合成電池組件,就組成了大的電路板。-般在組件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設備, 就可以組成發電系統。
為了將直流電轉化交流電,需要安裝電流轉換器。發電後可用蓄電池存儲,也可輸入公共電網。發電系統成本中，電池組件約占50%,電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外50%。
太陽能發電系統是利用太陽能電池直接將太陽能轉換成電能的發電系統。家用太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需要配置逆變器。
優點
1、太陽能取之不盡,用之不竭,地球表面接受的太陽輻射能,能夠滿足全球能源需求的1萬倍。只要在全球4%沙漠上安裝太陽能光伏系統,所發電力就可以滿足全球的需要。太陽能發電安全可靠,不會遭受能源危機或燃料市場不穩定的衝擊;
2、太陽能隨處可處,可就近供電,不必長距離輸送,避免了長距離輸電線路的損失;
3、太陽能不用燃料,運行成本很低;
4、太陽能發電沒有運動部件,不易用損壞,維護簡單,特別適合於無人值守情況下使用;
5、太陽能發電不會產生任何廢棄物,沒有污染、噪聲等公害,對環境無不良影響,是理想的清潔能源;
6、太陽能發電系統建設周期短,方便靈活,而且可以根據負荷的增減,任意添加或減少太陽能方陣容量,避免浪費。
1、地面應用時有間歇性和隨機性,發電量與氣候條件有關,在晚上或陰雨天就不能或很少發電;
2、能量密度較低,標準條件下,地面上接收到的太陽輻射強度為1000W/M^2。大規格使用時,需要占用較大面積;
3、價格仍比較貴,為常規發電的3~15倍,初始投資高。