太阳能光伏发电是利用什么将太阳光能直接转化为电能

光伏电池就是太阳能电池，光伏发电就是利用太阳能电池发电。

严格的说，太阳能光伏发电是指利用光伏电池进行发电的系统的总称，主要包括：太阳能电池板、控制器、蓄电池、逆变器，如果要和公共电网并联，还要有并网器。可见，太阳能电池板只是太阳能光伏发电系统的一部分。

如果所在地的日照充足，太阳能电池板足够大，家庭内装了太阳能光伏发电，不但能够能自给自足，还能够把多余的电能卖给公共电网。

现在，国家和某些省市对家庭光伏发电都有扶持政策，具体内容可以自己搜索一下。

光伏发电的原理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。

具体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。

1.光伏发电的成本是多少：

一个面积60的屋顶，可以安装8KW左右的光伏组件。根据碳银公司的安装计划，电站终端目前的销售价格为4元/W(包括光伏元器件、逆变器、配电箱、支架等设备)，一个60的电站投资需要3.2万元。(这里强调一下，这个成本计算是基于2020年光伏元器件的平均市场价格)，533元/。一年发电基准电价为0.4153元/千瓦时(以2020年浙江省为例)，20年国家补贴为8美分/千瓦时，居民用电量按0.53元/千瓦时计算。一年综合收益5898元，电站收回成本需要5.4年。

2.光伏发电的缺点：

转换效率低：光伏发电的转换效率是指光能转换为电能的效率。目前晶体硅光伏电池效率为13%~17%非晶体硅光伏电池转换效率只有6%~8%正式因为光电转换效率低，所以光伏发电功率密度也很低，这样以来就难以形成高功率发电系统。光电转换效率低是阻碍光伏发电发展的重要因素；

只能在白天工作：光伏发电有光才能发电，所以光伏发电只能在白天发电，夜里不能发电，而我们平时用电大多都是在夜里，光伏发电的工作特性与我们生活习惯不符；受气候环境影响大：长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会影响光伏发电。太阳能电池极板上不能有杂物遮挡，一旦有，光伏发电效率会降低很多很多；地域依赖性强：地理位置不同，气候不同，各地区日照资源相差很大。光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区效果才会好。

太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。

光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80%以上，技术开发潜力巨大。

光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长。晶体硅太阳能电池寿命也很长。在光伏发电系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也很长。

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。

光伏发电方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。

光伏发电原理:光伏发电是一种利用半导体界面的光伏效应将光能直接转化为电能的技术。这项技术的关键是太阳能电池。太阳能电池串联后，可以封装保护成大面积太阳能电池组件，配合功率控制器等部件组成光伏发电装置。光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子撞击金属时，其能量可以被金属中的一个电子完全吸收。电子吸收的能量大到足以克服金属内部重力，从金属表面逃逸出来成为光电子。硅有四个外层电子。如果纯硅掺杂有五个外层电子的原子，比如磷原子，就会变成N型半导体。如果纯硅掺杂有三个外层电子的原子，例如硼原子，就形成了P型半导体。P型和N型结合在一起，接触面就会形成电位差，成为太阳能电池。电影封面阳光照射在半导体pn结上，形成新的空穴-电子对。在pn结内建电场的作用下，空穴从N区流向P区，电子从P区流向N区。电路接通后，就形成了电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换，另一种是光电直接转换。(1)光-热-电转换模式利用太阳辐射产生的热能发电。一般太阳能集热器将吸收的热能转化为工质蒸汽，然后驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程；后一个过程就是热电转换，和普通火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率低，成本高。据估计，其投资至少比普通火电厂贵5~10倍。(2)光电直接转换模式这种模式利用光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能。光电转换的基本器件是太阳能电池。太阳能电池是一种利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的装置。它是一个半导体光电二极管。当太阳光照射到光电二极管上时，光电二极管会将太阳能转化为电能，产生电流。当许多电池串联或并联后，就可以成为一个输出功率比较大的太阳能电池阵列。太阳能电池是一种很有前途的新能源，它有三个优点:永久、清洁和灵活。太阳能电池寿命长，只要太阳存在，一次投资就可以用很长时间。与火力发电和核能发电相比，太阳能电池不会造成环境污染。

光伏发电其实就是太阳能发电，一种是采用光电发电（利用太阳能电板），二是用太阳光把水烧开，用水蒸汽带动发电机发电的，其具有安全，干净无渲染，可持续使用的优点，是二十一世纪主要开发的能源之一，美国有一成功事例，其工程师在一沙漠建立了上面第二种类型的发电站，产生了良好的经济效益，同时有效的利用了沙漠，可谓经济效益与环境利用双丰收！

太阳能板能把热能直接转化为电能。

太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

1、光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程。

2、光—电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。

单晶硅太阳能板：

单晶硅太阳能板的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能板中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。

由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。

以上内容参考：百度百科——太阳能板

光伏（Photovoltaic）：是太阳能光伏发电系统（Solar power system）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，有独立运行和并网运行两种方式。

同时，太阳能光伏发电系统分类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统；一种是分布式（以>6MW为分界），如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统 。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。