)小伙伴们，今天我们聊一聊“电光石火”。你们是不是心存疑虑？？？中科馆要给大家上语文课了？NO～NO～NO～理工科出身的小编，今天要为“电”“光”著新说，跟大家探究“电”与“光”之间的奥秘。
可是“电”与“光”之间会有什么关系呢？难道就是下雨打雷打闪时我们看到的那一道刺眼的光？您太小瞧我啦，今天小编我要说的可是高级的、高级的、高级的 “光伏发电”！是不是又被这么专业的术语唬住了？但是，如果我说太阳能电池板发电，是不是就不那么陌生了？ 在路灯上、计算器上、玩具上等很多地方都能看到太阳能电池板的身影。在一些电力不发达的山区、高原、海岛，太阳能电池板更是充当了电力主要来源，发挥着巨大的作用，只要有“光”，就能得到“电”。
大家有没仔细思考过，这样一块薄薄的太阳能电池板，怎么就能把太阳光转化为电能呢？转换后的电能又是经过什么变化才能接入千家万户呢？睁大眼睛，小编即将开启“学霸”模式啦！
1．半导体材料——将“光”变成“电”的“魔法师”
光伏发电是利用半导体的光生伏打效应而将光能直接转变为电能的一种技术。让小编庖丁解牛般的给小伙伴们一一介绍下吧。目前，常用的太阳能电池板由半导体硅制成，但我们需要将其改良：比如在纯硅中掺入有5个外层电子的磷原子，就成为N型半导体；在纯硅中掺入有3个外层电子的硼原子，就会形成P型半导体。PN半导体紧密接触时，其交界面附近的区域会形成PN结，由于掺杂的物质不同，N型半导体含有的电子浓度较高，而P型半导体含有的 “空穴”（相当于“正电荷”）浓度较高，在太阳光的照射下，N区的电子在阳光激发下，会向P区移动，而P区的空穴则向N区“移动”，从而形成电位差，此时接通电路，在电压的作用下就会产生电流，只要光照不停止，就会有源源不断的直流电流通过电路。
2．串并联光伏组件——让“光电”变得更强大
当我们观察一块太阳能电池板时会发现，它好像并不是完整的一大块，而是由N个小块“拼”起来，这个小块就叫做太阳能电池片。从电池片小小的个头上，我们就能想象它的发电量应该也大不到哪去。所以，为了产生“有用”的电能，工程师会将电池片进行串联连接，而为了满足不同应用场合的需求，太阳能板则多采用串并联相结合的方式组网发电。说到这，小伙伴们是不是有点迷糊了，已经“串联”“并联”傻傻分不清楚了吧？
通过上图可以看出，串联电路中的各个元件是逐个顺次连接，从电源正极流出的电流将依次流过各个用电器，最后回到电源负极；而并联电路中的各个元件却是“首首相接，尾尾相连”并列地连接在电源之间，从电源正极流出的电流在分支处要分为几路，每一路都有电流流过。正是采用了这样串并共用的连接方式，才让我们从光伏发电厂获得了“强有力”的电能。
3．“直流”变“交流”——让“光电”走进千家万户
细心的小伙伴可能已经发现了，小编前边说过太阳能电板所产生的电是直流电，可众所周知，我们的家庭用电都是220V的交流电啊！
原来在光伏发电系统的终端需要安装一个叫做逆变器的装置，它的作用就是把直流电转变成交流电，这样我们家庭就可以直接使用了；同时光伏发电项目还可与常规电网相连，共同承担供电任务，以防止太阳光“状态不佳”，光伏发电量不够的情况发生。
在能源危机、环境污染的威胁下，人类亟需寻找新的替代能源，“光伏发电”无疑具有广阔的发展前景。当然，小编不仅仅要科普知识，还要悄悄告诉你，在中科馆四层A厅，有一件能让你亲眼见证“光”“电”奥秘的展品——光伏发电，通过它，你还可以了解光照强度与电力大小的关系，天气对光伏发电的影响……还在等什么，想要了解更多光伏发电的知识，速来中科馆吧！
中国科学技术馆展览教育中心
王珊珊供稿
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