光伏太阳能电池板原理 家用太阳能电池板功率计算方法

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光伏太阳能电池板原理

太阳能电池是一种响应光并能将光能转换为电能的器件。能产生光伏效应的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等。以晶体硅为例，P型晶体硅通过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时，光子被硅材料吸收，传递能量使电子跃迁，形成电位差。在外部电路接通时，电流通过电路产生输出功率。这个过程实质是光能转化为电能。

太阳能发电有两种方式。一种是光—热—电转换方式，通过太阳能集热器将吸收的热能转换成工质蒸气，再驱动汽轮机发电。光—热转换效率低，成本高，经济上不划算。另一种是光—电直接转换方式，利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换装置即太阳能电池。太阳能电池寿命长、清洁、灵活，可广泛应用于各种规模的电站。

太阳能电池板功率计算方法

太阳能交流发电系统包括太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池。为了确保太阳能发电系统为负载提供足够的电力，需根据用电器功率合理选择各部件。例如，100W输出功率，每天使用6小时，计算如下：

首先，计算每天消耗的瓦时数。若逆变器转换效率为90%，则实际输出功率应为100W/90%=111W。按每天使用5小时，输出功率为111W*5小时=555Wh。

其次，计算太阳能电池板。按每日有效日照6小时计算，考虑到充电效率和损耗，太阳能电池板输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。

发电效率

单晶硅太阳能电池光电转换效率最高，可达24%，但成本高。多晶硅太阳能电池成本较低，但光电转换效率降低，使用寿命较短。化合物半导体如CdS、CdTe、GaAs、AIPInP等，制作的薄膜太阳能电池表现出良好光电转换效率。Cu（In，Ga）Se2是一种性能优良的太阳光吸收材料，制作的薄膜太阳能电池光电转换率可达18%。