光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí),它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬原子內(nèi)部的庫(kù)侖力做功,離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái),成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子,如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子,形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差,成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。
太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點(diǎn),在現(xiàn)有的條件下,生產(chǎn)國(guó)內(nèi)自己使用的電池板還說(shuō)的過(guò)去,不過(guò)大量出口等于污染中國(guó),造福世界了,據(jù)統(tǒng)計(jì),生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽(yáng)能板燃燒超過(guò)40公斤煤,但即使中國(guó)沒(méi)有效率的火力發(fā)電廠也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時(shí)的電(一般一塊1mx1.6m的太陽(yáng)能板一年發(fā)電量在250千瓦時(shí)以上)——這足夠讓2.2瓦的發(fā)光二極管(LED)燈泡按照每天工作12小時(shí)計(jì)算發(fā)光30年。
①照射的能量分布密度小,即要占用面積;
②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。
③相對(duì)于火力發(fā)電,發(fā)電機(jī)會(huì)成本高。
④光伏板制造過(guò)程中不環(huán)保。
晶硅光伏組件安裝后,暴曬50——100天,效率衰減約2——3%,此后衰減幅度大幅減緩并穩(wěn)定有每年衰減0.5——0.8%,20年衰減約20%。單晶組件衰減要約少于多晶組件。非晶光做組件的衰減約低于晶硅。
因此,提升轉(zhuǎn)化率、降低每瓦成本仍將是光伏未來(lái)發(fā)展的兩大主題。無(wú)論是哪種方式,大規(guī)模應(yīng)用如果能夠?qū)⑥D(zhuǎn)化率提升到30%,成本在每千瓦五千元以下(和水電相平),那么人類(lèi)將在核聚變發(fā)電研究成功之前得到為廣泛、清潔、廉價(jià)的幾乎無(wú)限的可靠新能源。