由于太陽能取之不盡，用之不竭，并且無污染，所以太陽能受到了人們的喜愛，越來越多人選擇使用太陽能夠，并且隨著人們對(duì)環(huán)境的重視，無污染能源是可以說是首選的能源。下面，就來為大家介紹一下太陽能電池的分類、原理、歷史以及優(yōu)點(diǎn)。

太陽能電池的分類

1、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。

2、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(duì)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(jí)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。

3、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(gè)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。

4、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(jìng)爭(zhēng)。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(jìng)爭(zhēng)的新型太陽能電池。

5、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(duì)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。

6、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(gè)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。

7、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。

太陽能電池的分類、原理、歷史以及優(yōu)點(diǎn)

太陽能電池的原理

1、光—熱—電轉(zhuǎn)換方式

光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣，太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5——10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20——25億美元，平均1千瓦的投資為2000——2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或特種相競(jìng)爭(zhēng)。

2、光—電直接轉(zhuǎn)換方式

光—電直接轉(zhuǎn)換方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn)。太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其他電源無法比擬的。

太陽能電池的歷史

1、1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電液中的兩種金屬電極用光照射時(shí)，電流會(huì)加強(qiáng)，從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應(yīng)”；2、1930年，朗格首次提出用“光伏效應(yīng)”制造“太陽能電池”，使太陽能變成電能；3、1932年，奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽能電池；4、1941年，奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)；

5、1954年5月，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的太陽能電池。同年，威克爾首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵有光伏效應(yīng)，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了太陽能電池。太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來。

6、1954年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制成的第一批太陽電池。

太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)

1、太陽能資源取之不盡，用之不竭。

2、綠色環(huán)保。光伏發(fā)電本身不需要燃料，沒有二氧化碳的排放，不污染空氣。不產(chǎn)生噪音。

3、應(yīng)用范圍廣。只要能獲得光照的地方就可以使用太陽能發(fā)電系統(tǒng)，它不受地域、海拔等因素制約。

4、無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一套光伏系統(tǒng)只要有太陽，電池組件就會(huì)發(fā)電，加之現(xiàn)在均采用自動(dòng)控制數(shù)，基本不用人工操作。

5、太陽電池生產(chǎn)材料豐富：硅材料儲(chǔ)量豐富，地殼豐度在氧元素之后，列第二位，達(dá)到26%之多。

6、使用壽命長。晶體硅太陽能電池壽命可長達(dá)20——35年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，只要設(shè)計(jì)合理、選型適當(dāng)，蓄電池的壽命也可長達(dá)10年。

7、太陽電池組件結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕，便于運(yùn)輸和安裝，建設(shè)周期短。

8、系統(tǒng)組合容易。若干太陽電池組件和蓄電池單體組合成為系統(tǒng)的太陽電池方陣和蓄電池組；逆變器、控制器也可以集成。系統(tǒng)可大可小，極易擴(kuò)容。

9、能量回收期短，大約0.8-3.0年；能量增值效應(yīng)明顯，大約8-30倍。