太阳能是如何转化成电能的呢（太阳能电池是如何将太阳能变成电能的）

光伏发电技术是目前新能源技术领域里前景最广阔的技术之一，有效缓解全球能源危机和环境污染。由于太阳能不受地域限制，能源质量好、清洁无污染、取之不竭、用之不尽以及一次投资长期受益等特点，加之光伏技术日益成熟、发电成本持续下降，已广泛应用于各行各业，正逐渐从补充能源转过渡为替代能源。

光伏发电的核心部件是太阳能光伏板，利用太阳能光伏板就可以将太阳能变成电能。

光伏电池板

那么，你知道太阳能光伏板是如何将太阳能变成电能的吗？

太阳能光伏电池实际上就是一个P-N结二极管，顾名思义就是有两部分构成，一部分是P型半导体硅，另一部分是N型半导体硅。

当太阳光照射时，P型半导体硅会拥有很多电子空位，就如下图所示

p型硅板

而N型半导体硅的结构与P型半导体硅刚好相反，它拥有很多可以自由活动的电子。

N型硅板

当太阳照射时，光伏电池中半导体晶体吸收光照中光量子能量，共价键中价电子积攒到一定能量，便脱离共价键的束缚，成为自由电子，激发出空穴-电子对。在 PN结内电场作用下，空穴和电子分别向P、N区移动，产生电动势，接通负载就能获得相应电能，这种现象被称为光生伏特效应或光伏效应。光照强度越大，PN结面积越大，产生的电动势就越大。

太阳能光伏电池工作原理

如上图所示，当PN结合面产生电势差后，如果此时通过导线连接形成回路就会产生电流，即可供负载使用，太阳能也就变成了电能。

目前市面上的太阳能电池主要可以分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶体硅薄膜电池等3种类型。

（1）单晶硅太阳能电池

单晶硅是一种非金属材料，它的化学性质比较活泼，单晶硅可以加工制成晶体材料。而单晶硅太阳能电池的主要原料是单晶棒，它的纯度非常高，一般情况下可以达到99.999%。由于单晶硅太阳能电池使用了高纯度的硅，因此在所有的太阳能电池中，单晶硅太阳能电池的转化效率是最高的，在实验室理想条件下的转化效率为24.7%。

单晶硅太阳能电池

（2）多单晶硅太阳能电池

多晶硅便宜且廉价，并且其光电效率不如单晶硅那么好，但高于非晶硅薄膜电池的光电效率。在理想的实验室条件下，光电转换效率为18％，大规模生产的光电转换效率为14％。

多晶硅太阳能电池

（3）非晶体硅薄膜电池

非晶体硅太阳能电池是一种由许多很薄的晶体硅组成的光伏材料，制作流程比较简单。非晶体硅的体积很小，也比较薄，同时也被称之为薄膜光伏材料。非晶硅的性能比晶体硅的性能差，但是它们需要更少的材料，因此具有更低的生产成本。

非晶体薄膜硅电池

太阳能光伏电池组的类型较多，有晶体硅太阳能电池，也有薄膜非晶体硅太阳能电池。不同类型的太阳能电池在发电效率、生产成本、结构特点等方面的性能存在着不同的差异。利用上述不同类型的太阳能电池，就可以在不同的场景下，将太阳能转化成电能。