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太阳能发电原理

作者:网络  来源:装修风格  发布:2021-02-20

读完这本《张文》,我终于知道阳光是如何发电的了

太阳能是地球上大多数能源的“来源”。然而,人类只使用了一小部分太阳能。让太阳给予的“礼物”更有用的最好办法,就是把它变成一种更方便使用的有效形式,比如电,这是人们日常生活中不可缺少的。

利用太阳光发电有两种方式:一种是利用太阳光直接发电,称为太阳能光伏发电;另一种是阳光间接发电,也叫太阳能光热发电。

在太阳能光热发电中,有一种技术叫做CSP,即先将太阳光集中在装有带抛物面透镜的合成油的吸热管上,然后将热油输送到热交换器,循环水被热交换器加热产生蒸汽,蒸汽带动涡轮旋转,从而带动发电机发电。太阳能光热发电的原理与常规热能发电相似,只是热能不是

与太阳能光热发电不同,光伏发电直接将太阳光转化为电能。科学家发现了一种可以吸收阳光发电的半导体材料。它的特殊能力叫做光伏效应。

物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子里有电子。半导体也是一种物质,里面也有电子。当半导体中的电子吸收太阳光时,它们获得能量,变得极度“兴奋”,从低能态“跳跃”到高能态。由于电子的离去,在低能态的位置留下了一个电子的“空座”,科学家们把这个空座命名为“洞”。因为电子带负电,所以空穴带正电。这就是电子——的空穴对的产生。

水加一点糖就变成糖水,盐加一点就变成盐水。同样,如果在半导体中掺杂两种不同的物质,如添加少量的磷或硼,半导体就会变成两种不同“口味”的半导体,一种叫N型半导体,一种叫P型半导体。如果N型半导体和P型半导体接触在一起,就会在界面上形成pn结。pn结界面对面的内置电场可以将电子——空穴对隔开,引导所有电子在N型半导体一侧“聚集”,而空穴在P型半导体一侧“聚集”。这是电子——空穴对的分离。

半导体中的电子吸收太阳光并获得能量后,离开“座位”,产生电子——个空穴对。pn结中内置的电场将这几个电子——空穴对隔开,所有带负电的电子聚集在一边,带正电的空穴聚集在另一边。电极安装在两侧形成电池,称为光伏电池或太阳能电池。阳光就是这样直接变成电的。

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