光伏发电

将光能直接转变为电能的技术
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光伏发电（Photovoltaic power generation）是一种通过太阳能电池半导体材料将光转化为电能的技术[2]。光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，通过光伏逆变器将直流电能转化为交流电能，再通过电池组储存电能或直接供电，控制器则控制整个系统的运行[1][3]。光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。[1]
2025年以来，中国光伏发电装机保持高速增长。1至5月，累计新增并网规模近2亿千瓦，同比增长57%，推动中国光伏发电累计装机规模突破10亿千瓦，达10.8亿千瓦。[4]

原理

光伏发电（Photovoltaic power generation）是一种利用太阳能将光能直接转换成电能的技术[3]。光伏发电原理基于光伏效应，即光子能够击穿物质表面的电子，将其激发出来形成自由电子和空穴，从而产生电流。光伏电池是光伏发电的核心部件，它由两层半导体材料构成。其中一层为p型半导体，具有较多的空穴；另一层为n型半导体，具有较多的自由电子。在光照下，光子被吸收并释放出一个电子和一个空穴。由于半导体中的电场作用，电子和空穴被分离到p-n结的两侧，从而形成电势差和电流。这个过程称为内部光电效应，可以将太阳能转换成电能[5]。为了提高光伏电池的发电效率，常采用多晶硅、单晶硅、非晶硅等不同的材料制造光伏电池，同时也可以采用多级接合技术、光学浓缩技术等措施来提高光吸收效率和电子的收集效率[6]。