光伏效应UI图像_太阳能光伏板发电的原理是什么，它是转化光的什么粒子成为电能的？

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光伏是什么

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。光伏：是指将光能转化为电能的发电系统。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

光伏发电原理：

当太阳光照射太阳能光伏组件表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使硅原子上的电子发生了跃迁并成为自由电子；自由电子在P－N结两侧不断集聚并形成了电位差，当外部连通电路时，将有电流流过电路而产生一定的输出功率，从而产生了电能。

这种现象叫光伏效应，即光能转换成了电能。与常规发电技术相比，光伏发电没有中间转换过程，发电过程极为简洁，也不消耗资源；整个系统安全可靠、无噪声、低污染，运行维护和管理简单，利于环境保护。

光伏发电系统一般由太阳能电池板、直流/交流汇流箱、光伏逆变器、计量仪器仪表、升压变压器或交流负载、监控设备，有的还配有蓄电池等储能设备。

太阳能光伏板发电的原理是什么，它是转化光的什么粒子成为电能的？

太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅对外部来说是电中性的。如将P型硅或N型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。尽管通过光的能量电子从化学键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴“复合”。

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P－N结。

至今为止，大多数太阳能电池厂家都是通过扩散工艺，在P型硅片上形成N型区，在两个区交界就形成了一个P－N结（即N+/P）。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P－N结。 光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有了这种器件就不需要外加电源。

光电池（又称为光敏二极管），如硒光电池，硅光电池等都是利用光生伏特效应制成的半导体器件。光电池的优点是结构简单、使用方便、不需要外加电源就可以工作。它主要应用于光谱仪器的光接收器，光电转换、红外探测、光电开关等方面 。 有以下几种：

(1)光谱特性光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的。光谱响应峰值所对应的入射光波长是不同的，硅光电池波长在0.8μm附近，硒光电池在0.5μm附近。硅光电池的光谱响应波长范围为0.4~1.2μm，而硒光电池只能为0.38~0.75μm。可见，硅光电池可以在很宽的波长范围内得到应用。

(2)光照特性：光电池在不同光照度下，其光电流和光生电动势是不同的，它们之间的关系就是光照特性。短路电流在很大范围内与光照强度呈线性关系，开路电压（即负载电阻RL无限大时）与光照度的关系是非线性的，并且当照度在2000lx时就趋于饱和了。因此用光电池作为测量元件时，应把它当作电流源的形式来使用，不宜用作电压源。

(3)温度特性光电池的温度特性是描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况。由于它关系到应用光电池的仪器或设备的温度漂移，影响到测量精度或控制精度等重要指标，因此温度特性是光电池的重要特性之一。开路电压随温度升高而下降的速度较快，而短路电流随温度升高而缓慢增加。由于温度对光电池的工作有很大影响，因此把它作为测量元件使用时，最好能保证温度恒定或采取温度补偿措施。 利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。

“光生伏特效应”（ Photovoltaic effect），简称“光伏效应”。光伏效应指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。

光伏材料能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。目前致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳能电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模应用创造条件。

以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为光伏产业，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。

我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠；除大规模并网发电和离网应用外，太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存， 太阳能+蓄能，几乎可以满足中国未来稳定的能源需求。

太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。

光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。从全球范围来看，产业链5个环节所涉及企业数量依次大幅增加，光伏市场产业链呈金字塔形结构。

光伏电池的发电原理是什么？

太阳能光伏板发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

太阳能光伏板发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。继而形成太阳能光伏板发电。

太阳能光伏板发电资料《欧对华光伏双反或9月3日后取消 光伏板块集体上扬》

PN结通电致发光（LED灯） 和在阳光下产生电势差（光伏效应）两者间的联系是什么？

太阳能电池是一种具有光电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。太阳电池特有的电特性是借助在晶体硅中掺入某些元素（例如 磷或硼等）。从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下，具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端形成电动势，当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为光生伏打效应，简称光伏效应。

目前应用最广的属单晶硅太阳能电池，它由两层半导体材料组成，其厚度大约0.25MM,形成两个区域：一个正电荷区，一个负电荷区。负区位于电池的上层，在这一层强迫渗透磷、硼等元素并与硅粘在一起。正区置于电池表层的下面，正负界面区域称为P-N结。制造电池时P-N结被赋予了恒定的物理特性。当阳光投射到电池内保持松散状态的电子时，这些靠近P-N结的电子将朝电池的表层流动，用金属线将太阳能电池的正伏级与伏载相连时，在外电路就形成了电流。每个太阳能电池基本单元P-N结处的电动势大约为0.5V,此电压值大小与电池片的尺寸无关。太阳能电池的输出电流受自身面积和日照强度的影响，面积较大的电池能够产生较强的电流。

简述什么是光电导效应

你的问题还挺多，要分开来慢慢解释。

1、LED发光：要搞清楚这个问题，首先，你需要了解PN结的形成原理。

PN结是一个“由P型和N型半导体材料组成的半导体器件”中，其P 型 与 N型半导体材料相互结合的部分。

P型材料有着“多数可以移动的正电荷（空穴）” 和 “少数固定不动的负电荷（负离子）”；

N型材料有着“多数可以移动的负电荷（自由电子）” 和 “少数固定不动的正电荷（正离子）”；

当P型和N型材料接触时，通过结合处，P型材料中的正电荷向N型材料中扩散，而N型材料中的负电荷则向P型材料中扩散。

这些扩散的正电荷 与 负电荷相遇而结合，原有的正电荷和负电荷（载流子）消失。因此在结合处的附近区域（结区）中，有一段距离缺少正电荷或负电荷（载流子），但是在这一区域却分布着带电的固定电荷（固定不动的“负离子”或固定不动的“正离子”），这一区域称为空间电荷区 。

P 型半导体一边的没有参与扩散的“负离子” ，N 型半导体一边的没有参与扩散的“正离子”，在空间电荷区产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。（内建电场）

在上面所述的基础上，就可以理解以下几个问题

1、LED的发光，既不是PN结，也不是非PN结，而是当LED接通外部电源后，外来的载流子打破空间电荷区的平衡后产生的。

因为空间电荷区有阻力，所以载流子要突破这个区域需要能量，当这个能量积累到一定的程度，载流子就可以由P区进入N区，这个进入的过程也是能量释放的过程，在这个过程中，载流子把电势能转换成了光能和热能。

单个载流子所释放出的光能是极其微弱的，并且只是一闪而过，不能持续，所以要想有一个持续而又明亮的发光过程，就必须有一个持续的外部电源以及更多的载流子参与进来。

因为这样的一个过程除了发光，同时还在发热，有发热则说明器件在进行有效工作的同时，自身还在产生消耗，这个消耗对器件本身有着老化和破坏的作用，因此，LED的寿命跟制作这个LED的材料还有它的工作环境有关系，通常所述的3万小时寿命是指在实验室的相对理想的环境下达到的，实际使用中没有这么长，甚至会因为过度的电压或电流而导致LED瞬间烧毁。

光伏效应：光照并不是去导通PN结，在理解这个问题时，你要确定一点，“光”也是能量的一种形式。

当光照射到已形成PN结的半导体材料上面，会让这个半导体材料获得一定的能量，这个能量导致P型和N型半导体材料产生出更多的载流子（空穴和自由电子）。

因为在光照前，PN结已经形成，也就是内建电场也已形成，由于内建电场是有方向性的，所以光照形成的载流子（光生载流子），会按照这个方向在内建电场中流动（空穴流向N，自由电子流向P），这一动作导致了内建电场的减小。

只要光照是持续的，那么，内建电场最终会小到能让光生载流子轻松的突破PN结，从而产生电流，这个时候，这个被光照的半导体材料就具备了能够对外提供电动势的能力。

综上所述，在一个拥有PN结的半导体器件中，非PN结部分最大的作用就是产生PN结，只有PN结形成后，这个器件才能拥有上述光照或光电转换的功能。

因此，PN结不存在“消耗完”这个概念，只要相结合的P型材料和N型材料还在，这个PN结会永远的存在下去，我们只是利用外力来突破这个PN结，从而达到我们需要的目的。

至于半导体器件的寿命，这跟制造半导体器件的材料构成、制造工艺以及使用环境有关，厂商给出的寿命都是在特定的实验室环境下通过测试和推算得出的。

（就好像一团泥巴，你用特定的水流量来冲击他，冲击时间是1分钟，完成后，这团泥巴被水冲掉了十分之一的重量，那么推算一下，这团泥巴在这个特定的水流量下，也许可以经受住10分钟的冲击，那我就说他在这个状态下的寿命是10分钟）

问题一：简述什么是光电导效应？光生伏特效应？外光电效应 光电导效应，又称为光电效应、光敏效应，光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。

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。

外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收 光子并发射 电子，发射出来的电子叫做光电子。

问题二：什么是内光电导效应 光电导效应，又称为光电效应、光敏效应，是光照变化引起半导体材料电导变化的现象。即光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量， 若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度， 就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。

问题三：光电导效应典型的器件是什么 光敏电阻类的元件都可以。常见的有以下几种：

硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。

问题四：光电导效应的性质 某些半导体材料受到光照射时，其电导率发生变化的现象。光照射到半导体上，价带上的电子接受能量，使电子脱离共价键。当光提供的能量达到禁带宽度的能量值时，价带的电子跃迁到导带，在晶体中就会产生一个自由电子和一个空穴，这两种载流子都参与导电。由光产生的附加电导称为光电导，也称本征光电导。光能还可将杂质能级激发产生附加电导，称为杂质光电导。利用光敏效应可制成光敏电阻，不同波长的光子具有不同的能量，因此，一定的材料只对应于一定的光谱才具有这种效应。对紫外光较灵敏的光敏电阻称紫外光敏电阻，如硫化镉和硒化镉光敏电阻，用于探测紫外线。对可见光灵敏的光敏电阻称可见光光敏电阻，如硒化铊、硫化铊，硫化铋及锗、硅光敏电阻，用于各种自动控制系统，如光电自动开关门窗，光电计算器，光电控制照明，自动安全保护等。对红外线敏感的光敏电阻称红外光敏电阻，如硫化铅，碲化铅、硒化铅等，用于夜间或淡雾中探测能够辐射红外线目标，红外通信，导弹制导等。

问题五：光电发射效应与光电导效应相比有什么区别 光电发射:电子逸出物质表面.光电导与光伏:电子未逸出,仍在物质体内.

问题六：光电传感器 1.电光源（发光器件）通常有哪些？其光谱有什么特点？ 什么叫光电导效应，典型器 30分 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。

问题七：什么是光电效应？有哪几类？与之对应的光电元件有哪些 光电效应是指，当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应.逸出的电子称为光电子。

光电效应发生的原因是金属表面的电子吸收外界的光子, 克服金属的束缚而逸出金属表面。

如带电小锌球在紫外线照射下会失去负电荷带上正电。不同的金属发生光电效应的最小光频率是不同的。

赫兹在1887年发现了光电效应。

光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应.前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应.后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应.

高中我们学习的那个光电效应是外光电效应.

光电导效应就是电导随光照而变化.基于这种效应的光电器件有光敏电阻和光敏二极管与三极管

光生伏特效应是光照引起PN结两端产生电动势的效应,基于光生伏特效应原理工作的光电器件有光电池.

问题八：光电二极管是光电导效应还是光伏效应 是光伏效应。

光电二极管，和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。而光电效应，是指金属在受光照之后有电子逸出的现象，所以，光电二极管利用的是光伏效应。

光伏效应是指半导体在受到光照时，由于非对称结构将空穴电子对分离而产生电势差，行程内建电场的效应。

光电效应是指金属受光照时产生电子逸出的现象。