蚌埠单晶硅行情报价的行业须知

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将光子转换为电子

计算器和人造上使用的太阳能电池都是光伏电池或者模块（模块就是一组通过电路连接并封装在一个框架内的电池）。光伏电池（ Photovoltaics ），顾名思义（ photo= 光， voltaic= 电），是指将太阳光转换为电能的电池。光伏电池之前只用在太空中，而现在却越来越普及，且使用方式也越来越普通。同期，将就“十三五”期间光伏消纳政策和大规模新能源并网情况下光伏电力的调度消纳等议题进行闭门研讨。它们甚至可以为您的住宅供电。这些装置是如何工作的呢？

光伏（ PV ）电池由半导体材料制成，比如硅就是目前的一种半导体。当光照射电池时，有一部分光会被 半导体 材料吸收。这意味着吸收的光能将传给半导体。能量会导致电子逸出，使它们可以自由流动。太阳能作为一种新兴的可再生能源，并且符合大众低碳环保的理念，因此太阳能产业也越来越受到重视。光伏电池中还有一个或多个电场，可以迫使由光吸收并释放的电子以一定方向流动。电子的流动形成电流，通过在光伏电池的顶部和底部安放金属触点，我们可以将电流引出来，以供使用。例如，电流可以为计算器供电。此电流以及电池电压（由内部电场产生）决定了太阳能电池的功率（或者瓦特数）。

太阳能电池只有一部分是 N 型。另一部分硅掺杂的是硼，硼的外电子层只有三个而不是四个电子，这样可得到 P 型硅。 P 型硅中没有自由电子（“ p ”表示正电），但是有自由空穴。光伏系统主要由光伏组件、光伏逆变器、光伏支架、汇流箱以及相关线缆组成。空穴实际是电子离开造成的，因此它们带有相反（正）的电荷。它们像电子一样四处移动。

在将 N 型硅与 P 型硅放到一起时，有趣的情形发生了。切记，每块光伏电池至少有一个电场。逆变器将直流转换成适合并网条件的交流后再通过变压器或直接并入电网。没有电场，电池就无法工作，而此电场是在 N 型硅和 P 型硅接触的时候形成的。突然， N 侧的自由电子（它们一直在寻找空穴来安身）看到了 P 侧的所有空穴，然后便疯狂地奔向空穴，将空穴填满。

以前，从电的角度来看，我们所用的硅都是中性的。多余的电子被磷中多余的质子所中和。缺失电子（空穴）由硼中缺失质子所中和。当空穴和电子在 N 型硅和 P 型硅的交界处混合时，中性就被***了。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。所有自由电子会填充所有空穴吗？不会。如果是这样，那么整个准备工作就没有什么意义了。不过，在交界处，它们确实会混合形成一道屏障，使得 N 侧的电子越来越难以抵达 P 侧。终会达到平衡状态，这样我们就有了一个将两侧分开的电场。

这个电场相当于一个 二极管 ，允许（甚至推动）电子从 P 侧流向 N 侧，而不是相反。它就像一座山 —— 电子可以轻松地滑下山头（到达 N 侧），却不能向上攀升（到达 P 侧）。

这样，我们就得到了一个作用相当于二极管的电场，其中的电子只能向一个方向运动。让我们来看一下在太阳光照射电池时会发生什么。

我们还有其他能量损失。电子必须通过外部电路从电池的一侧流到另一侧。我们可以在电池底部镀上一层金属，以保证良好的导电性。但如果我们将电池顶部完全镀上金属，光子将无法穿过不透光导体，这样就会丧失所有电流（在某些电池中，只有上表面而非所有位置使用了透明导体）。光伏组件至于外部自然环境中，它把太阳能的辐射转变为电能后，电能或输往蓄电池中，或可推动负载工作。如果我们只在电池的两侧设置触点，则电子需要经过很长一段距离（对于电子而言）才能抵达接触点。要知道，硅是半导体，它传输电流的性能没有金属那么好。它的内部电阻（称为串联电阻）相当高，而高电阻意味着高损耗。为了地降低这些损耗，电池上覆有金属接触网，它可缩短电子移动的距离，同时只覆盖电池表面的一小部分。即使是这样，有些光子也会被网格阻止，网格不能太小，否则它自身的电阻就会过高。

在实际使用电池之前，还要执行其他几个步骤。硅是一种有光泽的材料，这意味着它的反射性能很好。被反射的光子不能被电池利用。出于这个原因，在电池顶部采用 抗反射涂层 ，可将反射损失降低到 5% 以下。

后一步是安装玻璃盖板，用来将电池与元件分开，以保护电池。光伏模块由多块电池（通常是 36 块）串联和并联而成，以提供可用的电压和电流等级，这些电池放在一个坚固的框架中，后部分别引出正极端子和负极端子，并用玻璃盖板封上。