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太阳能智能小屋 一、概述 太阳能是一种新型的能源，也是一种环保能源，目前有很多国家都有这方面的研究，并有相应的使用。通过本章实验可以使同学了解太阳能电池的工作原理及太阳能在实际中的应用。 二、结构原理 太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电能的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。 光伏（PV）电池由半导体材料制成，比如硅就是目前最常用的一种半导体。当光照射电池时，有一部分光会被半导体材料吸收。这意味着吸收的光能将传给半导体。能量会导致电子逸出，使它们可以自由流动。光伏电池中还有一个或多个电场，可以迫使由光吸收并释放的电子以一定方向流动。 当光以光子的形式撞击太阳能电池时，其能量会使电子空穴对释放出来。每个携带足够能量的光子通常会正好释放一个电子，从而产生一个自由的空穴。如果这发生在离电场足够近的位置，或者自由电子和自由空穴正好在它的影响范围之内，则电场会将电子送到N侧，将空穴送到P侧。这会导致电中性进一步被破坏，如果我们提供一个外部电流通路，则电子会经过该通路，流向它们的原始侧（P侧），在那里与电场发送的空穴合并，并在流动的过程中做功。电子流动提供电流，电池的电场产生电压。下图为太阳能的工作原理： 太阳能发电系统中的核心部分是太阳能电池板，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，推动负载工作。本实验装置含太阳能小车、太阳能风扇、太阳能小灯部分，可演示太阳能在日常生活中的简单应用。 三、实验装置 本实验装置由太阳能电池模块、蓄电池、控制开关、照明灯、模拟空调、模拟热水器、小屋及底板等组成。 四、使用方法 1．光照调节用于调整射灯的亮度。 2．供电方式选择开关用于选择太阳能电池直供或采用蓄电池供电。（直供时太阳能发电的多余电量会为蓄电池充电）。 3．房间电气控制用于控制房间电器的开关，照明打到自动时，照明LED的开关由光照强度控制。 4．实验结束后关闭电源，供电控制拨到直供。
