太阳能光伏技术详解
太阳能光伏发电主要技术及应用评述
太阳能光伏发电主要技术及应用评述太阳能光伏发电是利用太阳能转换成电能的一种技术，是一种可再生、可持续的能源技术，其能源利用效率高、周期性稳定以及发电成本低，是匹配完善的现代可再生能源发电体系的基础技术。
本文从光伏原理、主要技术、应用前景三方面对太阳能光伏发电进行评价，旨在深入探究其科学价值与应用潜力。
一、光伏原理太阳能光伏发电基于光敏电子产生特性，是一种能源利用技术，它利用太阳光通过光伏器件（即太阳能电池）将太阳光转换为电能的过程。
太阳光照射到太阳能电池的表面，太阳能电池中的半导体材料会根据太阳光光子的能量自动分离出电子，这些电子在半导体中聚集，形成电流。
太阳能光伏发电也称为直接能源利用。
二、光伏技术太阳能光伏发电技术分为三大类：第一类是有机太阳能电池（OPV），它使用有机太阳能电池材料，如石墨甲烷衍生物，利用光敏性有机染料，或者把有机半导体放入太阳能发电系统中，把太阳光转换成电能，效率可以达到8-15%；第二类是多晶太阳能电池，它使用硅晶体，用多晶硅作为介质材料，把太阳光转换成电能，效率可以达到15-18%；第三类是太阳能热电联电技术，它将太阳能光伏发电和热电联电结合，能够把太阳光转换成电能，效率可达到18-23%。
三、光伏发电应用太阳能光伏发电作为可再生能源发电，已经被广泛应用于居民、交通和城市供电方面。
在居民领域，可以开发居民太阳能光伏发电系统，安装在住户墙体、屋顶、山坡等地方，利用太阳能光伏发电系统作为家庭电源，可以有效减少居民家庭对传统的电力供应的依赖；在交通领域，可以安装太阳能光伏发电系统，把太阳能转换成电能，供给公共交通或私家车等交通工具；在城市供电领域，可以建立大型太阳能光伏供电系统，可以实现城市规模的电力供应，以消灭城市居民对煤炭、石油等传统燃料的依赖。
综上所述，太阳能光伏发电技术是一项可再生能源利用技术，具有良好的发电效率、低成本和可再生等优点。
在国家努力推进清洁能源的背景下，太阳能光伏发电技术将有望达到全球化的应用，并发挥更大的社会经济效益。
太阳能光伏发电技术解析
太阳能光伏发电技术解析太阳能光伏发电技术一直以来都是人们研究和关注的焦点之一。
它利用太阳能将光能转化为电能，不仅能够为人类提供清洁、可再生的能源，还具有降低温室气体排放和保护环境的作用。
本文将对太阳能光伏发电技术进行解析，探讨其发展现状、原理及应用前景。
一、太阳能光伏发电技术的发展现状太阳能光伏发电技术的发展可追溯到19世纪末的光电效应发现。
20世纪50年代，随着对太阳能利用效率的不断提高，太阳能光伏发电技术逐渐成为研究热点。
目前，光伏发电技术已经取得了长足的进展。
各国纷纷加大对太阳能光伏发电技术的研究和发展力度，相继推出了一系列政策和措施，促进了光伏发电技术的应用。
二、太阳能光伏发电技术的原理太阳能光伏发电技术的原理主要基于光电效应。
当光照射到光伏电池上时，光子能量被电池吸收，导致电池中的电子被激发。
这些被激发的电子随后通过电子传导装置形成电流，从而产生电能。
光伏电池一般由硅材料构成，其中掺杂了特定的有机或无机材料，以提高太阳能的吸收效率。
三、太阳能光伏发电技术的应用前景太阳能光伏发电技术的应用前景广阔。
首先，光伏发电不会产生二氧化碳等温室气体，对环境没有污染，有助于降低全球气候变暖的风险。
其次，光伏发电系统构建简单，对于无法接入电网的地区，光伏发电可以独立提供电力供应。
此外，随着太阳能光伏发电技术的发展，能效不断提高，成本逐渐降低，将逐渐取代传统化石能源，成为未来能源供应的重要组成部分。
四、太阳能光伏发电技术的挑战和解决方案虽然太阳能光伏发电技术具有广泛的应用前景，但也面临一些挑战。
首先是能量转化效率和稳定性的问题。
目前光伏电池的能量转化效率还不够高，且受气候因素的影响较大。
其次，光伏发电系统的成本较高，需要进一步降低成本才能广泛推广应用。
为解决这些问题，研究人员正在探索新型光伏材料、改进电池结构以提高能量转化效率，并通过技术创新降低光伏发电系统的成本。
综上所述，太阳能光伏发电技术作为一种清洁、可再生的能源形式，发展前景广阔。
太阳能光伏技术详解
太阳能光伏技术详解1．太阳能概况太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。
这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。
70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。
1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。
日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。
德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。
90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。
开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。
自“六五”以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。
二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
太阳能光伏技术手册
太阳能光伏技术手册太阳能光伏技术是一种利用太阳能转化为电能的可再生能源技术。
本手册将详细介绍太阳能光伏技术的原理、组件、系统设计和维护等方面的知识，以帮助读者更好地了解和应用太阳能光伏技术。
一、太阳能光伏技术简介太阳能光伏技术是指利用太阳光的辐射能量，通过太阳能电池将其转化为直流电能的一种技术。
太阳能电池是太阳能光伏系统的核心组件，由多个具有半导体特性的光电汇流条组成。
太阳能光伏技术具有清洁、环保、可再生的特点，是未来能源发展的重要方向。
二、太阳能光伏技术原理1. 光电转换原理太阳能电池的工作原理是基于光电效应，即当太阳光照射到太阳能电池的表面时，光子的能量会激发材料中的电子，形成电子空穴对。
电子空穴对会在太阳能电池的内部产生电场，从而将光能转化为电能。
2. 材料选择与能带理论太阳能电池的材料选择非常重要，常用的材料包括单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
这些材料具有不同的能带结构，能带之间的能量差决定了材料对太阳光的吸收能力和转换效率。
三、太阳能光伏组件1. 太阳能电池太阳能电池是太阳能光伏系统的核心组件，根据材料和结构的不同可分为单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池。
太阳能电池的特点是耐用、可靠，但成本较高。
2. 光伏模块光伏模块是由多个太阳能电池串联而成，具有较高的电压和电流输出，可直接供电给终端设备或者储存于电池组中。
光伏模块的特点是安装灵活、维护简单。
四、太阳能光伏系统设计1. 系统组成太阳能光伏系统由太阳能电池、光伏模块、逆变器、电池组、控制器和电源传输线路等组成。
不同的系统组成可以满足不同场景下的应用需求。
2. 系统规模和布局太阳能光伏系统的规模和布局要根据实际需求和可行性评估进行设计。
包括太阳能电池和光伏模块的安装角度和朝向、逆变器和电池组的位置选择等。
五、太阳能光伏系统维护1. 清洁保养定期清洁太阳能电池和光伏模块的表面，保持其光吸收效果，提高发电效率。
需要注意安全操作，防止触电和损坏组件。
太阳能光伏技术的研究与应用
太阳能光伏技术的研究与应用一、太阳能光伏技术的介绍太阳能光伏技术是指利用半导体材料将太阳能转化为直流电能的技术。
它是未来发展的核心技术之一，可以为能源转型做出巨大贡献。
太阳能光伏技术的主要应用领域包括电力、建筑、交通、农业、军事等。
二、太阳能光伏技术的研究1.半导体材料研究太阳能光伏技术的核心是半导体材料。
目前，最常用的半导体材料是硅。
硅片是太阳能电池板的主要组成部分，对太阳能电池板产生至关重要的影响。
硅片质量的提升能够提高太阳能电池板的效率、降低成本。
2.太阳能电池板效率提升研究太阳能电池板的效率提高是太阳能光伏技术研究的重点。
目前，太阳能电池板的效率已经超过了25%，但是现有的太阳能电池板还远远不能满足实际应用的需求。
为了提高太阳能电池板的效率，需要在光电转换效率、反射损耗、电子回流等方面进行优化。
3.新材料研究在既有的太阳能光伏技术已经达到了一定的水平之后，人们开始寻找新的能够提高太阳能电池板效率的材料。
例如，钙钛矿是一种新材料，其能够将太阳能电池板的效率提高到更高的水平。
三、太阳能光伏技术的应用1.电力领域太阳能光伏技术在电力领域的应用主要是以太阳能发电为主。
目前，太阳能发电已经成为了一种重要的可再生能源。
太阳能发电可以根据实际需要灵活安装，无论是在城市、农村，还是在区域偏远的山区，都可以进行布设。
太阳能发电的优势在于，它无污染、无噪音、长寿命、使用维护成本低等。
2.建筑领域太阳能光伏技术在建筑领域的应用主要是建筑一体化。
太阳能电池板可以集成到建筑材料中，例如墙面、窗户、屋顶等。
这种建筑一体化的太阳能电池板不仅具有实际的发电功能，还可以增加建筑的美观性和可持续性。
3.交通领域太阳能光伏技术在交通领域的应用主要是太阳能汽车。
太阳能汽车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，供电车辆行驶。
太阳能汽车具有无污染、节能、零排放等优点，是未来发展的重点之一。
4.农业领域太阳能光伏技术在农业领域的应用主要是太阳能灌溉。
太阳能光伏技术的原理和应用
太阳能光伏技术的原理和应用太阳能光伏技术是将太阳能转换为电能的一种技术，并且是目前唯一能够将太阳能转化为电能的技术。
随着人们对能源领域的研究以及环保意识的不断提高，太阳能光伏技术在近几年得到了广泛的应用。
太阳能光伏技术的原理太阳能光伏技术是靠光生电效应来产生电能的。
当光子照射到光伏材料上时，能够激发材料中电子的运动，并使电子跃迁到导带上，产生电流。
这个过程需要利用半导体材料的特性，通过添加杂质来形成p-n结。
p-n结两边的材料具有互补的导电性质，正负载流也就在这一区域分离，从而形成一个正电荷区和一个负电荷区。
当光子照射到这个区域时，就可以激活自由电子，并在n 型区域产生电流，从而达到将太阳能转化为电能的效果。
太阳能光伏技术的应用太阳能光伏技术的应用范围非常广泛，目前已经被应用于各种领域，包括居住建筑、商业建筑、公共建筑、交通枢纽等等。
其中最主要的应用领域是太阳能光伏电站和太阳能光伏屋顶。
太阳能光伏电站是将多个太阳能电池板组成的电池阵列直接安装在地面或屋顶上的设施，通过光伏电池板吸收太阳光线发电。
目前市面上有很多种光伏板，根据材料的不同可以分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、有机薄膜、染料敏化和量子点太阳能电池六种。
太阳能光伏电站的优点是清洁、绿色、节能、环保、可再生，可以有效地减少对环境的污染。
此外，它不需要燃料，也不会造成噪音和挥发性有害物质的排放，对大气、水体等环境也不会造成危害。
因此，太阳能光伏电站在全球范围内已经被越来越多的人所认可和接受。
太阳能光伏屋顶是指将太阳能光伏电池板安装在住宅、商业和公共建筑屋顶上，充分利用太阳能资源并将其转化为电能。
由于光伏电池板的安装可以利用房屋本身的空间，不占用其他陆地资源，因此相比太阳能光伏电站，太阳能光伏屋顶可以更好地实现节能减排的目的。
太阳能光伏技术是未来能源的发展方向，随着技术的不断发展和成熟，其应用领域会越来越广泛，成本也会越来越低。
同时我们也应该注意到，太阳能光伏技术虽然具有环境保护的优良特性，但也有一些缺点，如价格较高、效率低、能量密度不足等问题，在未来的研究中，需要进一步完善和改进。
《太阳能光伏技术》课件
商业光伏发电系统
总结词
商业光伏发电系统是针对商业和工业领域的光伏技术应用，其规模和功率通常比家庭光伏发电系统更 大。
详细描述
商业光伏发电系统通常安装在大型建筑物、工厂和商业设施的屋顶或空地上，利用大面积的太阳能电 池板来吸收太阳能并转换为电能。这些系统可以满足商业和工业领域的电力需求，提供可再生、环保 的能源供应。
大型光伏电站
总结词
大型光伏电站是太阳能光伏技术应用的 另一重要领域，通常由数千甚至数万块 太阳能电池板组成，能够提供大规模的 电力输出。
VS
详细描述
大型光伏电站通常建设在沙漠、草原等空 旷地区，占地面积较大。这些电站利用大 量的太阳能电池板组成阵列，通过集中控 制和管理，实现高效、稳定的电能输出。 大型光伏电站不仅可以满足区域性的电力 需求，还可以通过电网输送电能，为远程 地区提供电力供应。
05
CATALOGUE
太阳能光伏技术的应用案例
家庭光伏发电系统
总结词
家庭光伏发电系统是太阳能光伏技术应用的重要领域之一，它利用太阳能电池板将太阳 能转化为电能，为家庭提供绿色、可再生的电力。
详细描述
家庭光伏发电系统通常由太阳能电池板、逆变器、控制器和储能设备等组成。这些设备 安装在家庭屋顶上，通过太阳能电池板吸收太阳能并转换为直流电，然后经过逆变器将 直流电转换为交流电，供给家庭使用。该系统不仅可以为家庭提供电力，还可以在电力
农业应用
为灌溉、养殖等农业领域提供 电力支持。
偏远地区供电
为无电网覆盖的偏远地区提供 可靠的电力供应。
02
CATALOGUE
太阳能光伏系统组成
太阳能电池板
太阳能电池板是光伏系统的核心部件，负责将太阳能转换为直流电能。
太阳能光伏技术
太阳能光伏技术太阳能光伏技术作为可再生能源的一种重要形式，已经成为解决能源危机和环境问题的关键技术之一。
本文将对太阳能光伏技术的原理、应用、发展前景以及对环境的影响等方面进行深入探讨。
一、太阳能光伏技术的原理太阳能光伏技术是通过太阳光的照射，将光能直接转化为电能的一种技术。
其原理主要是利用光伏效应，即当太阳光照射到光伏电池上时，光子的能量被光伏电池中的半导体材料吸收，并激发出电子和空穴的对。
这些电子和空穴在材料内部运动，形成电流，从而产生直流电能。
而太阳能光伏技术则是将这种直流电能通过逆变器转换为交流电能，以供电器设备使用。
二、太阳能光伏技术的应用太阳能光伏技术的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 太阳能光伏发电：利用太阳能光伏技术建设光伏电站，通过大规模光伏电池组成的光伏阵列吸收太阳光能，实现电能的产生。
这种发电方式具有无污染、可再生、可靠性高等优点，逐渐成为全球能源领域的重要组成部分。
2. 太阳能光伏热水器：太阳能光伏技术还可以应用于家庭普及的太阳能热水器中。
通过光伏电池组件将太阳光能转化为电能，用来驱动热水器的加热系统，实现热水的供应，达到节能环保的目的。
3. 太阳能光伏路灯：在城市道路、公园等场所，可以采用太阳能光伏技术来建设光伏路灯。
这种路灯利用太阳能光伏技术，将太阳光转换为电能储存在电池中，并在夜晚通过光控传感器自动开启路灯，提供道路照明，大大节约了能源，并减少了环境污染。
三、太阳能光伏技术的发展前景太阳能光伏技术在未来的发展前景非常广阔。
随着能源危机和环境问题的日益凸显，人们对于可再生能源的需求和重视程度也在不断提高。
太阳能作为免费、无限可用的能源，具有巨大的潜力和市场需求。
同时，太阳能光伏技术的成本不断下降，效率不断提高，使得太阳能光伏技术的应用变得更加可行和可持续。
预计未来，太阳能光伏技术将在全球范围内得到进一步的推广和应用，成为主导能源形式之一。
四、太阳能光伏技术对环境的影响太阳能光伏技术作为清洁能源形式，对环境影响较小。
太阳能光伏技术及其应用
太阳能光伏技术及其应用太阳能一直是我们社会中不断发展的一项重要能源。
随着技术的进步和环保意识的增强，太阳能光伏技术逐渐成为人们更为熟悉的一种利用太阳能的方式。
本文将介绍太阳能光伏技术的原理和应用，并谈论其发展前景。
一、太阳能光伏技术的原理太阳能光伏技术是一种利用光伏效应产生电能的技术。
在太阳能光伏电池中，由于太阳光射向半导体材料时，会激发出电子和空穴的产生，从而形成了电场和电流。
这种电流可以通过电极收集并输出，转化为电能。
太阳能光伏电池主要由半导体材料组成，其中最常用的是硅材料。
硅半导体材料内的电子受到太阳光照射时，会从价带跃迁到导带，从而形成电流。
这个过程随着太阳光照射的强度和时间的不同而发生变化。
二、太阳能光伏技术的应用太阳能光伏技术已经广泛应用于许多领域，包括家庭、工业和公共设施。
以下是几个例子。
1、家庭光伏系统家庭光伏系统是利用太阳能光伏电池板发电，并将电力输出给家庭电网。
在这个系统中，太阳能光伏电池板将太阳能转换为直流电流，由逆变器将其转换为交流电流，然后输入到家庭电网中。
这种系统可以减少对公共电网的依赖，降低家庭的能源成本。
2、交通信号灯太阳能光伏技术还可以用于交通信号灯。
在这种系统中，太阳能光伏电池板将太阳能转换为电力，电池汇聚在蓄电池上，并在夜间提供给交通信号灯的照明。
由于这种设备不需要电网供电，因此可以大大降低设备的使用成本。
3、海上光伏农业光伏农业技术利用太阳能技术来推广种植业和养殖业。
采用这种技术，可以改变传统农业的特征，例如集中种植时间，必须有大量的灌溉，因为农业企业地点有限，所以这些企业的一些用地可以用于光伏农业，以便增加太阳能的利用。
三、太阳能光伏技术的发展前景太阳能光伏技术具有不可替代的优点，如清洁能源、节省成本、维护环境和可再生资源，因此具有极大的发展潜力。
随着科技的进步和投资增加，太阳能光伏的技术持续改进，将有望成为更广泛的电源，为我们的社会和经济发展做出积极贡献。
太阳能光伏发电主要技术及应用评述
太阳能光伏发电主要技术及应用评述太阳能光伏发电是指利用太阳能将光能转化成电能的过程。
相比传统的燃煤发电，太阳能光伏发电具有清洁、环保、可再生的特点，越来越受到人们的关注和重视。
本篇文章将围绕太阳能光伏发电的主要技术和应用进行评述。
一、太阳能光伏发电的主要技术太阳能光伏发电的核心设备是光伏电池，通常采用单晶硅、多晶硅、非晶硅、柔性薄膜等材料制成。
其中单晶硅光伏电池具有高效、稳定的特点，但成本较高；多晶硅光伏电池价格低廉，但效率较低。
非晶硅和柔性薄膜光伏电池能够适应更为复杂的场景和形状，具有较好的柔性和轻便性。
另外，太阳能光伏发电还需要主要的组成部分：逆变器、储能设备和监测系统。
逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电的设备，是光伏发电系统的关键装置；储能设备能够储存多余的电能，以便于在晴天不够的情况下使用；监测系统可实时监测光伏发电系统的性能，包括输出功率、电压、电流等指标。
二、太阳能光伏发电的应用评述1、家庭应用方面，太阳能光伏发电可以实现家庭用电的独立供应，降低能源成本，同时也对环境和健康有益。
太阳能光伏电池板可安装在房屋的屋顶或墙壁上，或者安装在地面上，也可以作为独立设备放置在户外。
逆变器和储能设备也需要安装在家庭内部。
2、公共建筑、商业建筑、工业厂房等场所也可以采用太阳能光伏发电系统。
比如，太阳能光伏电池板可以作为楼顶遮阳板或幕墙来实现发电，降低建筑物的能耗，同时也可以为场所提供照明、空调等设施的电力支持。
3、太阳能光伏发电还可用于远程地区的电力供应和应急备用电源。
由于太阳能光伏发电不需要基础的输电线路，因此可以较快地建设和投产。
此外，太阳能光伏发电系统的储能设备也可以作为应急备用电源，在断电等紧急情况下提供电力保障。
4、太阳能光伏发电还可以应用于无人机、航空等领域。
比如，太阳能光伏电池板可以安装在无人机上面，为其提供电力供应，延长其飞行时间和续航距离。
航空领域也可以利用太阳能光伏发电技术为飞机、宇航器等装备提供电力支持。
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太阳能光伏技术详解太阳能光伏技术详解太阳能概况1．太阳能概况太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。
这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。
70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。
1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。
日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。
德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。
90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。
开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。
自“六五”以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。
二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
2．光伏效应光伏效应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。
P-N结能带与接触电势差：在热平衡条件下，结区有统一的EF；在远离结区的部位，EC、EF、Eν之间的关系与结形成前状态相同。
从能带图看，N型、P型半导体单独存在时，EFN与EFP有一定差值。
当N型与P型两者紧密接触时，电子要从费米能级高的一方向费米能级低的一方流动，空穴流动的方向相反。
同时产生内建电场，内建电场方向为从N区指向P区。
在内建电场作用下，EFN将连同整个N 区能带一起下移，EFP将连同整个P区能带一起上移，直至将费米能级拉平为EFN=EFP，载流子停止流动为止。
在结区这时导带与价带则发生相应的弯曲，形成势垒。
势垒高度等于N型、P型半导体单独存在时费米能级之差：qUD=EFN-EFP得UD=(EFN-EFP)/qq：电子电量UD：接触电势差或内建电势对于在耗尽区以外的状态：UD=(K T/q)ln(NAND/ni2)NA、ND、ni：受主、施主、本征载流子浓度。
可见UD与掺杂浓度有关。
在一定温度下，P-N结两边掺杂浓度越高，UD越大。
禁带宽的材料，ni较小，故UD也大。
光照下的P-N结P-N结光电效应：当P-N结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子。
但能引起光伏效应的只能是本征吸收所激发的少数载流子。
因P区产生的光生空穴，N区产生的光生电子属多子，都被势垒阻挡而不能过结。
只有P区的光生电子和N区的光生空穴和结区的电子空穴对（少子）扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。
光生电子被拉向N 区，光生空穴被拉向P区，即电子空穴对被内建电场分离。
这导致在N区边界附近有光生电子积累，在P区边界附近有光生空穴积累。
它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。
此电场使势垒降低，其减小量即光生电势差，P端正，N端负。
于是有结电流由P区流向N区，其方向与光电流相反。
实际上，并非所产生的全部光生载流子都对光生电流有贡献。
设N区中空穴在寿命τp 的时间内扩散距离为Lp，P区中电子在寿命τn的时间内扩散距离为Ln。
Ln+Lp=L远大于P-N 结本身的宽度。
故可以认为在结附近平均扩散距离L内所产生的光生载流子都对光电流有贡献。
而产生的位置距离结区超过L的电子空穴对，在扩散过程中将全部复合掉，对P-N结光电效应无贡献。
光照下的P-N结电流方程：与热平衡时比较，有光照时，P-N结内将产生一个附加电流（光电流）Ip，其方向与P-N 结反向饱和电流I0相同，一般Ip≥I0。
此时I=I0eqU/K T -(I0+Ip)令Ip=SE，则I=I0eqU/K T -(I0+SE)开路电压U o c：光照下的P-N结外电路开路时P端对N端的电压，即上述电流方程中I=0时的U值： 0=I0eqU/K T -(I0+SE)U o c=(K T/q)ln(SE+I0)/I0≈(K T/q)ln(SE/I0)短路电流Isc：光照下的P-N结，外电路短路时，从P端流出，经过外电路，从N端流入的电流称为短路电流Isc。
即上述电流方程中U=0时的I值，得Isc=SE。
U o c与Isc是光照下P-N结的两个重要参数，在一定温度下，U o c与光照度E成对数关系，但最大值不超过接触电势差UD。
弱光照下，Isc与E有线性关系。
a)无光照时热平衡态，NP型半导体有统一的费米能级，势垒高度为qUD=EFN-EFP。
b)稳定光照下P-N结外电路开路，由于光生载流子积累而出现光生电压U o c不再有统一费米能级，势垒高度为q(UD-U o c)。
c)稳定光照下P-N结外电路短路，P-N结两端无光生电压，势垒高度为qUD，光生电子空穴对被内建电场分离后流入外电路形成短路电流。
d)有光照有负载，一部分光电流在负载上建立起电压Uf，另一部分光电流被P-N结因正向偏压引起的正向电流抵消，势垒高度为q(UD-Uf)。
太阳能电池3．太阳能电池电池行业是２１世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔。
在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池，太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视。
太阳的光辉普照大地，它是明亮的使者，太阳的光除了照亮世界，使植物通过光合作用把太阳光转变为各种养分，供人们食用，产生纤维质供人们做衣服，生长木材给我们建筑房屋以外，太阳的光还可以通过太阳能电池转变为电。
太阳能电池是一种近年发展起来的新型的电池。
太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”，用于太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。
当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。
如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。
若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结。
太阳能电池的奥妙就在这个“结”上，P－N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。
当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光能，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。
这样，在P－N结两端便产生了电动势，也就是通常所说的电压。
这种现象就是上面所说的“光生伏打效应”。
如果这时分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。
制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种，因此太阳电池的种类也很多。
目前，技术最成熟，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。
1953年美国贝尔研究所首先应用这个原理试制成功硅太阳电池，获得6%光电转换效率的成 果。
太阳能电池的出现，好比一道曙光，尤其是航天领域的科学家，对它更是注目。
这是由于当时宇宙空间技术的发展，人造地球卫星上天，卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备，需要足够的持续不断的电能，而且要求重量轻，寿命长，使用方便，能承受各种冲击、振动的影响。
太阳能电池完全满足这些要求，1958年，美国的“先锋一号”人造卫星就是用了太阳能电池作为电源，成为世界上第一个用太阳能供电的卫星，空间电源的需求使太阳电池作为尖端技术，身价百倍。
现在，各式各样的卫星和空间飞行器上都装上了布满太阳能电池的“翅膀”，使它们能够在太空中长久遨游。
我国1958年开始进行太阳能电池的研制工作，并于1971年将研制的太阳能电池用在了发射的第二颗卫星上。
以太阳能电池作为电源可以使卫星安全工作达20年之久，而化学电池只能连续工作几天。
空间应用范围有限，当时太阳电池造价昂贵，发展受到限。
70年代初，世界石油危机促进了新能源的开发，开始将太阳电池转向地面应用，技术不断进步，光电转换效率提高，成本大幅度下降。
时至今日，光电转换已展示出广阔的应用前景。
太阳能电池近年也被人们用于生产、生活的许多领域。
从1974年世界上第一架太阳能电池飞机在美国首次试飞成功以来，激起人们对太阳能飞机研究的热潮，太阳能飞机从此飞速地发展起来，只用了六七年时间太阳能飞机从飞行几分钟，航程几公里发展到飞越英吉利海峡。