在过去的二十年中，太阳能对全球总能源供应的贡献显着增长。
该视频将显示太阳能电池或光伏电池如何发电。
来自太阳的能量是地球上最丰富且绝对自由的能量。
为了利用这种能量，我们需要地球上第二丰富的元素-沙子-的帮助。
沙子必须转化为99.999％的纯硅晶体才能用于太阳能电池。
为了达到这个目的，沙子必须经过一个复杂的提纯过程，如图所示。
原始硅转化为气态硅化合物形式。
然后将其与氢气混合以高度纯化
多晶硅。
这些硅锭被重塑，
并转化为非常薄的薄片，称为硅晶圆。硅晶片是光伏电池的心脏。
当我们分析硅原子的结构时，您会看到它们键合在一起。
当您与某人结盟时，您将失去自由。
类似地，硅结构中的电子也没有运动自由度。
为了简化研究，我们考虑一下硅晶体的二维结构。
假定将具有五个价电子的磷原子注入其中。
这里一个电子可以自由移动。
在这种结构中，当电子获得足够的能量时，它们将自由移动。
让我们尝试仅使用这种类型的材料来制造高度简化的太阳能电池。
当光撞击它们时，电子将获得光子能量，并且可以自由移动。
但是，电子的这种运动是随机的。它不会导致任何电流通过负载。
为了使电子单向流动，需要驱动力。
PN结是产生驱动力的简单实用方法。
让我们看看PN结如何产生驱动力。
与n型掺杂类似，如果将具有三个价电子的硼注入纯硅，则每个原子都会有一个空穴。
这称为p型掺杂。
如果这两种掺杂材料结合在一起，
来自N侧的一些电子将迁移到P区并填充那里可用的空穴。
这样，在没有自由电子和空穴的地方形成耗尽区。
由于电子迁移，N侧边界变得带正电。
P侧带负电。
这些电荷之间肯定会形成电场。
该电场产生必要的驱动力。
让我们详细看看。
当光线照射到PN结时，会发生一些非常有趣的事情。
光撞击PV电池的N区，并穿透并到达耗尽区。
该光子能量足以在耗尽区中生成电子空穴对。
耗尽区中的电场将电子和空穴驱出耗尽区。
在这里我们观察到N区电子和P区空穴的浓度
变得如此之高，以至于它们之间会产生潜在的差异。
一旦我们在这些区域之间连接了任何负载，电子就会开始流过该负载。
电子完成其路径后将与P区中的空穴重新结合。
通过这种方式，太阳能电池连续提供直流电。
在实际的太阳能电池中，您可以看到顶部N层非常薄且掺杂很重。
而P层厚且轻掺杂。
这是为了提高电池的性能。
只需观察此处的耗尽区形成即可。
您应注意，此处的耗尽区厚度比以前的情况要高得多。
这意味着由于撞击光，与先前的情况相比，在更宽的区域中产生了电子空穴对。
这导致PV电池产生更多的电流。
另一个优点是，由于顶层薄，更多的光能可以到达耗尽区。
现在让我们分析太阳能电池板的结构。您可以看到太阳能电池板具有不同的层。
其中之一是一层细胞。您会惊讶地看到这些PV电池是如何互连的。
通过手指后，电子被收集在母线中。
该电池的顶部负极通过铜条连接到下一个电池的背面。
在这里，它形成了串联连接。
当您将这些串联连接的电池与另一个电池串联并联时，您会得到太阳能电池板。
单个PV电池仅产生约0.5的电压。电池串联和并联的组合
将电流和电压值增加到可用范围。
电池两面的EVA薄膜层可保护它们免受冲击，振动，潮湿和灰尘的侵害。
为什么太阳能电池板有两种不同的外观？
这是由于内部晶格结构的差异。
在多晶太阳能板中，多晶是随机取向的。
如果进一步进行硅晶体的化学过程，则多晶电池将成为单晶电池。
即使两者的工作原理相同，单晶电池仍可提供更高的电导率。
然而，单晶电池更昂贵，因此未被广泛使用。
即使PV电池的运行成本可以忽略不计。
太阳能的全球总能源贡献仅为1.3％。
这主要是因为投资成本和太阳能电池板的效率限制，
与传统的能源选择不符。
房屋屋顶上的太阳能电池板可以选择借助电池和太阳能充电控制器来存储电能。
但是，对于太阳能发电厂，所需的大量存储是不可能的。
因此，通常将它们以连接其他常规电站输出的相同方式连接到电网系统。
在电源逆变器的帮助下，直流电被转换为交流电并馈入电网。