1839年
法国物理学家A.E.贝克勒尔意外发现
用两片金属浸入溶液构成的伏特电池
在受到阳光照射时会产生额外的伏特电势
这就是光生伏特效应
后来人们利用这个原理
制造出了可以发电的太阳能电池
我们知道
想要通电，首先得满足两个条件
1、有足够的自由电子
2、这些电子得定向移动
那么，光伏发电的具体原理是什么呢？
太阳能电池
是由两块硅板组合构成
电池为什么长这样？
原子是由原子核和电子构成的
而电子会分好几层围绕着核转
人们发现
通常最外层要有八个电子
原子才会比较稳定
但多数原子却达不到八个
比如说：硅原子
硅原子最外层电子数只有四个
因此不太稳定
注：动画小狗比喻电子
为保持稳定就必须再找四个电子
可多出来的电子从哪来呢？
没错，再找一个硅原子凑在一起
这样每个核周围都有八个电子
非常稳定
这就是普通硅板的结构
但这里的电子：
一不自由，二不定向移动
怎么通电呢？
我们可以在一块硅板里加点磷
因为磷的最外层有五个电子
比硅多一个
磷和硅加在一起
这块硅板就会多出很多自由电子
这种板也叫N型硅板
🔼 N型硅板
另一块硅板则加点硼
硼最外层有三个电子
比硅少一个
每个硼都少一个电子
硼和硅加在一起
这块硅板就会多出很多“空位”
这种板也叫P型硅板
🔼 P型硅板
两块不一样的硅板组合在一起
电子就有了生命
“运气好”的电子迅速占位
形成了中间部分——
既没有自由电子
也没有空位的稳定区域
磷的电子跑到了硼那里
它们各自开始带电
有正有负
于是在中间就形成了电场
所以对于外面的电子来说
就会受到一个来自电场的力
不让它们继续钻“空子”
中间的部分好比一个结界
所以也叫PN结
而电池在不工作时
就稳定在这种状态
这个电场力便是电子定向移动的关键
电池如何工作？
吸收太阳后的N型硅板
顿时“热闹”起来
因为PN结处产生的电势差
除了自由的电子
原来稳定的电子
也会离开原位，开始定向移动
电子“空位”由P极区往N极区移动
而电子由N极区向P极区移动
这样也就形成了电流
总而言之，“光伏”是一种利用半导体材料的“光生伏特效应”，是将光能转化为电能，从而为人类生活、生产提供电力的新型发电方式。
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光伏发电在实现“双碳”
战略目标中的地位是什么？
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