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]。光伏发电系统一般由太阳能电池板、光伏逆变器、蓄电池组、控制器等组成。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]。因此,光伏发电设备具备了精练的优势, 也能够长期使用,安装时也更加快速简便。从理论上讲,在各种场合中都能够使用光伏发电技术,其无处不在。[1]
2025年4月25日,国家能源局发布的信息显示,2025年一季度,中国风电光伏发电合计新增装机7433万千瓦,累计装机达到14.82亿千瓦,首次超过火电装机。[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]。