《2025年能力培养与测试九年级物理上册教科版》

6. 阅读材料，回答下列问题。(对应目标：916402)
光伏发电
光伏发电系统的主要部件是太阳能电池板(组件)、蓄电池组、充放电控制器等。太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电。光电效应是指光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部的束缚，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。蓄电池组是贮存太阳能电池板方阵接收光照所产生的电能，并可随时向负载供电的设备。控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放，缓解温室效应。
与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如图6-4-4所示。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池板方阵不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。

光电转化效率是太阳能电池的一个关键参数指标，所谓“光电转化效率”简单的理解就是指太阳能电池将照射到它表面的光能转化成电能的效率，目前实际应用中，单晶硅太阳能电池转化效率较高，投入使用时的效率可达15%。
(1)太阳能电池板是利用半导体的光电效应发电的半导体器件；光伏发电系统的优点是清洁无污染(写出一条即可)。
(2)请用自己的话简单描述并网光伏发电系统的灵活性：既可以向电网输电，也可以向电网借电。
(3)若在太阳照射条件较好的天气里，用E₁表示一段时间内太阳能电池产生的电能，用E₂表示在这段时间内太阳能电池接收到的太阳能，则太阳能电池的光电转化效率的表达式为k=E₁/E₂。

答案： 6. （1）光电 清洁无污染 （2）既可以向电网输电，也可以向电网借电 （3）E₁/E₂解析 （1）由题意知，太阳能电池板是利用半导体的光电效应发电的半导体器件。光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放，缓解温室效应，所以光伏发电的优点为清洁无污染。（2）根据“这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池板方阵不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电”可知，光伏并网发电系统的灵活性可以简单描述为既可以向电网输电，也可以向电网借电。（3）用E₁表示一段时间内太阳能电池产生的电能，用E₂表示在这段时间内太阳能电池接收到的太阳能，则太阳能电池的光电转化效率的表达式为k=E₁/E₂。