光伏電池如何將陽光轉化為電能？

太陽能正在引領綠色革命。如果您正在考慮在家中安裝太陽能光伏 (PV) 系統，則無需了解光伏電池的工作原理。您的太陽能承包商知道詳細信息，並且他們知道在給定應用中使用哪種類型的面板。

但是光伏系統成本很高，客戶一般都希望盡可能多地了解細節。您了解得越多，您自己的決策過程就會越好。

標準光伏電池是一個薄的半導體夾層，具有兩層高度純化的矽。光伏陣列只不過是相互連接的半導體三明治的巨大矩陣。可用的光伏系統包括各種設備，這些設備可以保護用戶免受電擊，將電力存儲在電池組中，並將直流電 (DC) 轉換為交流電 (AC)，這是人們在家中使用的電。但每個系統的核心都是一個簡單的轉換過程。

光伏電池將光轉化為電能。

一個基本單元大約 1/100 英寸厚，具有廣泛的表面積。典型的使用壽命超過 25 年，並​​且有一些電池可以可靠地發電超過 40 年。這種長壽最終歸功於保護細胞的塗層和框架結構。

模塊是單個電池的組合，以串聯和並聯排列方式連接，旨在產生最佳性能。

在串聯連接中，電壓是相加的，而在並聯連接中，電流是相加的。

典型的光伏電池產生大約半伏的電輸出。當 36 個光伏電池串聯時，結果是一個 18 伏的模塊。模塊或面板是許多相互連接並安裝在成品中的單獨電池。住宅應用中的典型 PV 模塊尺寸約為 2.5 英尺 x 5 英尺，呈藍色或黑色。框架是鋁色或黑色，後者是當今大多數房主的壓倒性選擇（它們看起來更好）。

根據單個電池的連接方式，可以實現寬範圍的電壓和電流輸出。模塊可以產生的功率是總表面積以及照射模塊的陽光量的函數。

典型的模塊是矩形的，有多種尺寸和配置可供選擇。小型模塊（用於手持計算器的那種）輸出功率不到一瓦，而典型的住宅模塊產生大約 200 瓦的功率，或多或少。

模塊的特點是：

• 電池材料，或使用的矽工藝類型

• 上光材料

• 框架和電氣連接

電池最重要的特徵是矽結構的組成。單晶電池可以鑄造成多晶錠。或者晶體材料也可以沉積為薄膜，稱為非晶矽。

用於製造 PV 電池的單個矽片嵌入了金屬觸點（電線）。電池上塗有抗反射材料，以便最大量的陽光被吸收到每個電池中。

單晶電池比多晶電池更有效，因為在多晶電池中，晶界會引入對電流流動的阻力（消耗能量）。非晶矽的製造成本要低得多，但它在將陽光轉化為可用電能方面的效率只有一半左右。實際上，這意味著無定形系統需要兩倍的表面積才能輸出相同的功率。根據可用表面積的大小，這可能是也可能不是問題。在大多數住宅應用中，合適的屋頂空間是有限的，因此效率是一個重要因素。