隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和社會(huì )的進(jìn)步，人們對能源的要求越來(lái)越高。尋找新能源已成為人類(lèi)面臨的緊迫問(wèn)題。現有的電能有四個(gè)主要來(lái)源，即火電，水電，核電和風(fēng)電。太陽(yáng)能發(fā)電是指在不需要熱處理的情況下直接發(fā)電的方式。它包括光伏發(fā)電，光化學(xué)發(fā)電，光感應發(fā)電和光生電發(fā)電，太陽(yáng)能板如何工作？

在物理學(xué)中，太陽(yáng)能基于光伏效應，其中兩種不同的材料緊密接觸以在被光或其他輻射能量撞擊時(shí)產(chǎn)生電壓。在太陽(yáng)能中這些材料屬于稱(chēng)為半導體的類(lèi)別 - 既不是導體也不是允許電子在某些條件下流動(dòng)的電絕緣體。

當光子將電子與材料分離時(shí)，太陽(yáng)能電池板會(huì )發(fā)電。事實(shí)上，太陽(yáng)能電池板由一系列較小的單元組成，稱(chēng)為光伏電池，實(shí)際上將太陽(yáng)能轉換為電能。

典型的太陽(yáng)能電池板還包括金屬框架，玻璃外殼和各種布線(xiàn)，以允許電流從硅電池流出。由于太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生直流電，因此還需要逆變器在家中將直流電轉換為交流電，半導體類(lèi)型傾向于拾取小的正電荷，而N型半導體具有負電荷。通常半導體材料摻雜有雜質(zhì)，使得它們更容易供應或接受電子，因為諸如硅或鍺的晶體通常不允許電子從原子自由移動(dòng)。這非常類(lèi)似于電池的一個(gè)電極相對于另一個(gè)電極的負電壓。

半導體可以是兩種類(lèi)型中的一種：P和N.每個(gè)太陽(yáng)能電池將這些半導體中的兩個(gè)夾在中間，一個(gè)是P型而另一個(gè)是N型（看起來(lái)像電池）。電子可以從一側自由地傳遞到另一側，但不能在相反的方向上傳遞。

想象一座山 - 電子很容易從山上（到N側）下來(lái)，但不能爬上它（到P側）。當通過(guò)消耗從入射光接收的能量將電子升高到激發(fā)態(tài)時(shí)，會(huì )發(fā)生這種情況。如果它不是形成結的材料，則自由電子最終會(huì )回落到基態(tài)。并且因為電子僅允許在單一方向上流動(dòng) - 從N到P  - 光伏效應產(chǎn)生直流電。該電流與電池的電壓一起限定了太陽(yáng)能電池可以產(chǎn)生的功率（或瓦特數）。 具有足夠能量的每個(gè)光子通常釋放電子，形成“空穴”。然后電場(chǎng)將電子移動(dòng)到N側，并將空穴移動(dòng)到P側。