隨著城市的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，人類的快速發(fā)展是以犧牲自然的平衡為代價(jià)的，人們所需要的能源電能，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式上會(huì)制造巨大的污染，比如說(shuō)燃煤發(fā)電，火力發(fā)電這種方式都會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化炭和各種有毒物質(zhì)，所以科學(xué)家紛紛開始尋求綠色可替代的發(fā)電方法，而其中，太陽(yáng)能發(fā)電就是一種被人們看好的綠色發(fā)電方法，那太陽(yáng)能發(fā)電的方法原理是什么呢，為什么通過(guò)光照就能產(chǎn)生電流呢。

有機(jī)光電材料發(fā)電原理

光電材料的定義通過(guò)光生伏打效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的材料。主要用于制作太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)是一個(gè)巨大的能源庫(kù)?地球上一年中接收到的太陽(yáng)能高達(dá)1.8×1018千瓦時(shí)。研究和發(fā)展光電轉(zhuǎn)換材料的目的是為了利用太陽(yáng)能。

光電轉(zhuǎn)換材料的工作原理是將相同的材料或兩種不同的半導(dǎo)體材料做成PN結(jié)電池結(jié)構(gòu)，當(dāng)太陽(yáng)光照射到PN結(jié)電池結(jié)構(gòu)材料表面時(shí)形成新的空穴-電子對(duì)在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)?接通電路后就形成電流。這就是光電材料的工作原理。

目前運(yùn)用最廣的是太陽(yáng)能電池其發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能控制器蓄電池及逆變器組成。太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。

發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式：一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。1.光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉(zhuǎn)換過(guò)程，后一個(gè)過(guò)程是熱—電轉(zhuǎn)換過(guò)程與普通的火力發(fā)電一樣。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20~25億美元，平均1kW的投資為2000~2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合。而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。

光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能?產(chǎn)生電流。

當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源?具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)?只要太陽(yáng)存在?太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用?與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比?太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染?太陽(yáng)能電池可以大中小并舉?大到百萬(wàn)千瓦的中型電站小到只供一戶用的太陽(yáng)能電池組?這是其它電源無(wú)法比擬的。

其實(shí)光電材料的最重要的原理就是通過(guò)材料生成一種PN結(jié)，這種PN結(jié)在接受到光子的時(shí)候就會(huì)使電子由n區(qū)流向p區(qū)，這樣就能形成電流，有了電流就能形成電壓，就是我們常用的電源了，因?yàn)樘?yáng)的能量非常巨大，一年中放射出來(lái)的能量足以讓地球用上很久了，而且太陽(yáng)發(fā)出的這些能量是免費(fèi)的綠色的，而我們只需要找出一種接受和儲(chǔ)存它的方法，一旦我們找出這種方法，能源問(wèn)題就完美地被解決了。