太阳能电池发电就是用到了半导体的光电效应原理，市场上广泛采用的半导体结构如下图：

2-1 Si原子图

图2-1中Si原子带“+”电，四个带“-”电的电子围绕着Si原子。一旦有其他杂质，如硼和磷，混杂进入Si原子中，就会产生一个空穴。同样地，P原子有5个电子环绕着，当有P原子混入时，其中一个电子会变得非常活跃，产生N(负)型半导体。

图2-2所示,正电荷代表硅原子和周围的负电荷代表四个电子硅原子,和黄色是硼原子补充道,因为只有3个电子包围硼原子,所以就会产生图2-2所示的蓝色的空穴，这个空穴容易吸收电子而中和是因为没有原子而变得不稳定，产生P(正)型半导体。   

2-2 P型半导体

P型半导体包含较多的孔洞，N型半导体包含较多的电子，因此当P和N型半导体结合在一起时，接触表面形成电位差，即PN结。

2.2逆变器的工作原理

直流电(DC)转化为交流电(AC)是由逆变器来实现的，输出U,V, W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压,以确定导通和关断上桥、下桥的功率开关器件。市场上所谓的应急电源，就是将直流电逆变成220V的交流电。 

各部分电路的主要功能如下:

(1)保护电路:过电压、欠压保护的输入和输出；对过载和过热进行保护；对过流和短路进行保护等。

(2)输出电路:修正、补偿、调理主逆变电路输出的交流电的质量(包括波形、频率、电压电流幅值相位等)，达到用户给定的要求。输入电路:提供足够的工作直流电压给主逆变电路。

(3)主逆变电路:有隔离式和非隔离式两大类，变换电路是由半导体开关器件组成。隔离式逆变电路还应包括逆变电压器。基本上都是由升压电路Buck和降压电路 Boost两种电路，以不同拓扑形式组合形成隔离式或非隔离式主逆变电路。在隔离式逆变器主电路中，有单端式(正激式和反激式两种)、推挽式、半桥式和全桥式等组合形式。根据自身所需是组成单项逆变器，还是组合成三相逆变器。

(4)辅路电路:将输入电压变换成适合控制电路工作的直流电压。包括多种检测电路。

(5)控制电路:，逆变开关管的导通和关断是由一系列的控制脉冲来控制的，并且实现主逆变电路完成逆变功能，控制电路与主逆变电路在逆变电路中同样重要。

3.太阳能家用供电系统的设计

3.1家用太阳能供电系统组成

由太阳能电池板，逆变器,太阳能控制器，负载与蓄电池以及其他一些辅助设备组成家用太阳能系统。