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光伏发电的基本原理是光伏效应。当光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中的所有电子吸收。电子吸收的能量足够大，可以克服金属的内部重力，逃离金属表面，成为光电子。
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光使不均匀的半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差。它首先是从光子（光波）到电子和光能的过程；其次是形成电压的过程。有了电压，它就像建造一座高坝。如果两者相连，就会形成电流电路。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结束后，空穴从P极区移动到N极区，电子从N极区移动到P极区，形成电流。
多晶硅通过铸锭、破锭、切片等工艺制成待加工的硅片。微量硼和磷与硅片混合扩散形成P－N结。然后用丝网印刷，将精制的银浆印在硅片上，做成格栅线。烧结后，制成背电极，并在格栅线表面涂上防反射涂层。电池板到目前为止已经制成。电池板排列组合成电池组件，形成大电路板。一般来说，铝框包裹在组件周围，前盖玻璃，后面安装电极。发电系统可以通过电池组件和其他辅助设备形成。为了将直流电转换为交流电，需要安装电流转换器。发电后，电池可以储存或输入公共电网。在发电系统成本中，电池组件约占50%，电流转换器、安装成本、其他辅助部件和其他成本占其他成本的50% 50%。
光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。
1.独立光伏发电又称离网光伏发电。它主要由太阳能电池组件、控制器和电池组成。如果要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括各种带电池的光伏发电系统，如偏远地区的村庄供电系统、太阳能家庭供电系统、通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等。
2.并网光伏发电是指太阳能元件产生的直流电，直接通过并网逆变器转换为符合市电网要求的交流电，然后直接进入公共电网。
可分为带电池的并网发电系统和无电池的并网发电系统。带电池的并网发电系统可调度，可根据需要合并或退出电网。它还具有备用电源的功能。当电网因某种原因停电时，它可以紧急供电。带电池的光伏并网发电系统常安装在住宅建筑中；无电池的并网发电系统不具备可调度和备用电源的功能，一般安装在大型系统上。并网光伏发电集中。大型并网光伏电站一般为国家电站，主要特点是将发电能直接输送到电网，由电网统一部署供电给用户。然而，该电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展不大。分散的小型并网光伏，特别是光伏建筑的综合光伏发电，是并网光伏发电的主流，具有投资小、建设快、占地面积小、政策支持大等优点。
3、分布式光伏发电系统，又称分散发电或分布式能源供应，是指在用户现场或附近配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现有配电网的经济运行，或同时满足这两个要求。分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，此外，还有供电系统监测装置和环境监测装置。其运行模式是光伏发电系统的太阳能电池组件阵列通过直流汇流箱将太阳能转换输出的电能送入直流配电柜，由并网逆变器逆变为交流电供给建筑物自身的负载，通过连接电网调节多余或不足的电源。
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