光伏電池就是太陽能電池，它的工作原理是利用半導體材料的PN結的光生電效應。

　　在太陽光照射下，一些特定的半導體內會產生自由電荷，這些自由電荷定向移動和積累并產生一定的電動勢，可以向外電路提供電流，這種現象被稱為光生伏特效應或光伏效應。

　　太陽能電池板有兩種不同的結構形式，這是因為內部的晶體結構不同。兩種晶硅體的原材料本身是一樣的，只是制備工藝不同，多晶硅采用的是鑄錠工藝，單晶硅是在多晶硅鑄錠工藝的基礎上增加了，拉棒工藝是硅分子排列結構一致，從而得到了更高導電性能的硅片。因為單晶硅電池具有更高效率的光電轉換率，近兩年來得到了大規模的普及和應用屋頂上的太陽能光伏板。來自太陽的能量是地球上最豐富和絕對免費的能源。

　　為了利用這種能量，我們需要地球上第二豐富的沙子元素的幫助。沙子必須轉化成99.99999%的純硅晶體，才能用于太陽能電池。

　　要做到這一點，沙子必須經過一個復雜的凈化過程。未加工的硅轉化為氣態硅化合物形式。然后將其與氫混合，得到高度純化的多晶硅。這些硅料被融化鑄錠以后，切割成180微米的薄片，稱之為硅片。

　　硅片是光伏電池的核心，當分析硅原子的結構時，正常情況下硅原子只攜帶有4個電子，但是硅原子在共享周邊的電子以后，就形成了每個原子周圍8個電子的穩固的分子形態，這些相鄰的電子就像結合在一起，無法自由移動。

　　為了便于理解，考慮硅晶體的二維結構，假設有5價電子的磷原子被注入硅片中，5價電的磷原子和4價電的硅原子結合，就產生一個多余的自由電子，這種摻雜就形成了電池片的N型區。

　　高度凈化的太陽能電池。只用這種材料，當光線照射它們時，電子將獲得光子能量并可以自由移動，然而電子的這種運動是隨機的，它不會導致任何電流通過負載。要使電子流單向流動，就需要一個驅動力，PN結是一種簡單實用的產生動力的方法。

　　與N型摻雜類似，如果在硅片中注入3價電子的硼原子，3價電的硼原子與4價電的硅原子結合，就會形成一個空穴區，也就是說它再吸附1個電子，這種摻雜形成了電池片的P型區。

　　如果這兩種摻雜的材料結合在一起，一些電子將從N端遷移到P區域，填補那里的空穴，這樣就形成了那里沒有自由電子和空穴的耗盡區。

　　由于電子遷移，N側邊界略帶正電荷，P側邊界帶負電荷。在這些電荷之間肯定會形成一個電場，這個電場產生必要的驅動力。當光線照射到PN結，電池的末端區域穿透并達到耗盡區域。這個光子能量足以在耗盡區產生電子空穴對，耗盡區中的電場將電子和空穴逐出耗盡區。

　　電子在N區和空穴P區的濃度變得如此之高，以至于它們之間會產生電位差。一旦連接了這些區域之間的任何負載，電子就會開始流過負載，電子在完成他們的路徑后與P區的空穴區重新結合。這樣太陽能電池就可以連續地提供直流電。

　　在實際的太陽能電池中，可把這些串聯起來，連接起來的電池與另一個電池總并聯，你就得到了太陽能電池板，一個光伏電池只產生0.5左右的電壓，電池組的串聯和并聯組合，將電流和電壓值增加到一個可用范圍。

　　光伏板產生的直流，通過蓄電瓶存儲電的能，經過逆變器轉換成交流電，就可以進入380伏的低壓電網，用戶可以選擇優先自用或全額上網兩種電費結算方式。

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　　審核編輯 ：李倩