光電小教室
2021.08.16

每次聊到太陽能就覺得很陌生嗎?一次搞懂太陽能究竟是如何發電的!


每次聊到太陽能就覺得很陌生嗎?一次搞懂太陽能究竟是如何發電的!

Photo by Andreas Gücklhorn on Unsplash

撰文:Greenlinks 千日綠能

 

陽光是最原始也是最直接的能量來源,有了陽光才能夠孕育出豐富的地球萬物,太陽能的出現讓人類開始有一個穩定又乾淨的替代能源方案。

 

今天就來聊聊太陽能究竟是如何發電的吧!

每次聊到太陽能就覺得很陌生嗎?一次搞懂太陽能究竟是如何發電的!

 

▼太陽能板的結構

想了解太陽能如何發電之前,當然得先認識太陽能系統中的主角「太陽能板」。

 

太陽能板又可被稱作「太陽能模組」,其最小的單元稱作矽晶片 ( 即半導體產業常見的矽原料),主要是將矽晶片焊接成串,在將成串的矽晶片封裝在強化玻璃與背材之間。

 

接著我們來看太陽能板使用的材料:

 

鋁框 - 鋁框主要負責太陽能板整體的強度和可靠度。

 

強化玻璃 - 強化玻璃保護太陽能電池不受天氣和外力影響,通常玻璃表面皆塗有抗反射塗料,可以減少太陽光反射並增加能量的吸收。

 

封裝材 ( EVA ) - 太陽能板上的封裝材跟腳底下的運動鞋材料是一樣的,差別在於鞋底的材料會發泡以達到吸震的功能,太陽能用的 EVA 則是做成透明狀的,用來保護重要的矽晶片。

 

矽晶電池 - 太陽能發電的核心,是使用與半導體產業 IC晶片相同的矽原料。

 

背材 ( 塗膜 PET ) - 塗膜的材質 PET 是與寶特瓶相同的材料,現在的背材也都做成有抗 UV 的材質,除了有絕緣效果以外,也可以提供太陽能電池串列防水的保護、協助電池散熱等,讓太陽能電池維持在最好的發電狀態。

 

接線盒 - 主要材質為耐高溫的塑膠材料 PPO 

 

此外,組成太陽能板使用的材料皆是固體哦,換句話說,太陽能板是不會產生任何廢液的,對環境是相當友善的。

 

 

每次聊到太陽能就覺得很陌生嗎?一次搞懂太陽能究竟是如何發電的!

▼太陽能板如何發電

當太陽光的輻射照射在太陽能電池上的P型半導體與N型半導體時,會產生電子(負電)及電洞(正電)。

 

電池中的電子與電洞取得動能後,便會開始在半導體間流動並在串聯的電池片中累積電壓和電流,電洞會移往P型區電子則會移往N型區

 

因此,P型半導體處會流出正電,N型半導體會流出負電,這些流出的電流就是所謂的 DC 直流電。 

 

當電流從太陽能板的集線器導出後,太陽能系統就可以透過逆變器 (Inverter) 將電流轉換成日常生活可以使用的能源囉。

 

▼太陽能板的發電可以直接利用嗎?

太陽能板發出的電其實並不能直接使用哦,原因是因為太陽能板矩陣只能產出直流電 (DC)。

 

因此,我們需要連接一組太陽能逆變器,才能夠將直流電 (DC) 轉換成交流電( AC),之後便可以順利地啟動家中的電器囉。

▼結語

以上就是針對太陽能板的構造以及太陽能發電原理的介紹,Greenlinks 希望能讓大家知道太陽能其實並沒有我們想像的如此遙遠哦,下次跟家人朋友在聊到太陽能時就可以拿出這篇文章惡補一下,你也可以秒變太陽能專家哦,那我們下一集光電小教室見囉!