光伏發(fā)電是一種清潔能源，隨著能源危機(jī)日益嚴(yán)重以及污染的持續(xù)加重，光伏發(fā)電的發(fā)展將大量普及，以緩解能源危機(jī)以及污染帶來的能源及環(huán)境問題。

　　光伏發(fā)電是基于光伏效應(yīng)的一種發(fā)電方式，利用光伏效應(yīng)原理制成了一種能把太陽光能轉(zhuǎn)化成電能的半導(dǎo)體器件就是太陽能電池。制造太陽能電池的材料主要有硅(Si)、硫化鎘(CdS)和砷化鎵(GaAs)等。目前來看，太陽能電池主要由單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、多元化合物太陽能電池和納米晶體化學(xué)太陽能電池。

一單晶硅太陽能電池

　　單晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)主要包括正面梳狀電極、減反射膜、N型層、PN結(jié)、P型層、背面電極等。單晶硅太陽能電池廣泛用于空間和地面，這種太陽能電池以高純的單晶硅棒為原料。將單晶硅棒切成片，經(jīng)過一系列的半導(dǎo)體工藝形成PN結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷法做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)工藝制成背電極，單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片即可按所需要的規(guī)格用串聯(lián)和并聯(lián)的方法組裝成太陽能電池組件(太陽能電池板)，構(gòu)成一定的輸出電壓和電流。最后用框架進(jìn)行封裝，將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池陣列。目前單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，實(shí)驗(yàn)室成果也有20%以上的。

二多晶硅太陽能電池

　　多晶硅薄膜太陽電池是將多晶硅薄膜生長在低成本的襯底材料上，用相對薄的晶體硅層 作為太陽電池的激活層，不僅保持了晶體硅太陽電池的高性能和穩(wěn)定性，而且材料的用量大幅度下降，明顯地降低了電池成本。多晶硅薄膜太陽電池的工作原理與其它太陽電池一樣，是基于太陽光與半導(dǎo)體材料的作用而形成光伏效應(yīng)。

　　太陽能電池使用的多晶硅材料多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅料和冶金級硅材料熔化，然后注入石墨鑄模中，即得多晶硅錠。這種硅錠鑄成立方體，以便切片加工成方形電池片。多晶硅太陽能電池板的制作工藝與單晶硅太陽能電池板差不多，其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右，稍低于單晶硅太陽能電池，但是材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。

三非晶硅太陽能電池

　　非晶硅太陽能電池由透明氧化物薄膜(TCO)層、非晶硅薄膜P-I-N層(I層為本征吸收層)、背電極金屬薄膜層組成，基底可以是鋁合金、不銹鋼、特種塑料等。它與單晶硅和多晶硅太陽能電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低。制造方法有多種，最常見的是用輝光放電法得到N型或P型的非晶硅膜。襯底材料一般用玻璃或不銹鋼板。非晶硅太陽能電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，可一次制作多個串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。目前非晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國際先進(jìn)水平為10%左右。

四多元化合物太陽能電池

　　硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，在廣泛深入的應(yīng)用研究基礎(chǔ)上，國際上許多國家的碲化鎘薄膜太陽電池已由實(shí)驗(yàn)室研究階段開始走向規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

　　1、硫化鎘太陽能電池：雖然光電效率已提高到9%，但是仍無法與多晶硅太陽能電池競爭。與非晶硅薄膜電池相比，制造工藝比較簡單。

　　2、砷化鎵太陽能電池：砷化鎵與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉(zhuǎn)換性能仍很良好，其最高光電轉(zhuǎn)換效率約30%，特別適合做高溫聚光太陽能電池。由于鎵比較稀缺，砷有毒，制造成本高，此種太陽能電池的發(fā)展受到影響。

　　3、銅銦硒太陽能電池：以銅、銦、硒三元化合物半導(dǎo)體為基本材料制成的太陽能電池。它是一種多晶薄膜結(jié)構(gòu)，材料消耗少，成本低，性能穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換效率在10%以上。因此是一種可與非晶硅薄膜太陽能電池相競爭的新型太陽能電池。

五納米晶體化學(xué)太陽能電池

　　染料敏化納米晶體太陽能電池(DSSCs)主要包括鍍有透明導(dǎo)電膜的玻璃基底，染料敏化的半導(dǎo)體材料、對電極以及電解質(zhì)等幾部分。其陽極為染料敏化半導(dǎo)體薄膜(TiO2膜)，陰極為鍍鉑的導(dǎo)電玻璃。納米晶體TiO2太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上，制作成本僅為硅太陽電池的1/5～1/10，.壽命能達(dá)到20年以上。

六疊層太陽能電池

　　疊層電池使得電池的性能可以得到疊加。太陽能電池的薄層化使其可以做得更薄，因此器件的疊層也變得更為現(xiàn)實(shí)可行。疊層電池可以是同種器件的疊層，也可以是異類器件的疊層。每一個疊層單元，由于感光部分的光響應(yīng)性能不同，可分別吸收利用不同波段的太陽光。經(jīng)過疊層，太陽光可以在全波段上都受到較好的吸收;同時(shí)由于器件之間的耦合效應(yīng)，整體的光能轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到更高水平。

七柔性太陽能電池

　　柔性太陽能電池板采用高晶硅材料制成，并用高強(qiáng)度、透光性能強(qiáng)的太陽能專用鋼化玻璃以及高性能、耐紫外線輻射的專用密封材料層壓制而成，有能抗冰雪、抗震、防壓等多種優(yōu)點(diǎn)，即使在溫度劇變的惡劣條件下也能正常使用，。所以柔性電池能用在平板類太陽能電池難以勝任的許多領(lǐng)域，例如太陽能汽車、飛機(jī)、飛艇、建筑、紡織品、帳篷、服裝、頭盔，玩具等特殊曲面上。

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