第一節(jié) 太陽能電池定義

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。

以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原 理。太陽能電池按結晶狀態(tài)可分為結晶系薄膜式和非結晶系薄膜式（以下表示為a-）兩大類，而前者又分為單結晶形和多結晶形。

按材料可分為硅薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機膜形，而化合物半導體薄膜形又分為非 結晶形（a-Si：H，a-Si：H：F，a-SixGel-x：H等）、ⅢV族（GaAs，InP等）、ⅡⅥ族（Cds系）和磷化鋅 （Zn 3 p 2 ）等。

第二節(jié) 太陽能電池發(fā)展簡史

1953年美國貝爾 研究 所首先試制成功硅太陽電池，獲得6%光電轉換效率的成果.太陽能電池的出現(xiàn)，好比一道曙光，尤其是航天領域的科學家，對它更是注目.這是由于當時宇宙空間技術的發(fā)展，人造地球衛(wèi)星上天，衛(wèi)星和宇宙飛船上的電子儀器和設備，需要足夠的持續(xù)不斷的電能，而且要求重量輕，壽命長，使用方便，能承受各種沖擊、振動的影響.太陽能電池完全滿足這些要求，1958年，美國的“先鋒一號”人造衛(wèi)星就是用了太陽能電池作為電源，成為世界上第一個用太陽能供電的衛(wèi)星，空間電源的需求使太陽電池作為尖端技術，身價百倍.現(xiàn)在，各式各樣的衛(wèi)星和空間飛行器上都裝上了布滿太陽能電池的“翅膀”，使它們能夠在太空中長久遨游.我國1958年開始進行太陽能電池的研制工作，并于1971年將研制的太陽能電池用在了發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上.以太陽能電池作為電源可以使衛(wèi)星安全工作達20年之久，而化學電池只能連續(xù)工作幾天.

空間應用范圍有限，當時太陽電池造價昂貴，發(fā)展受到限.70年代初，世界石油危機促進了新能源的開發(fā)，開始將太陽電池轉向地面應用，技術不斷進步，光電轉換效率提高，成本大幅度下降.時至今日，光電轉換已展示出廣闊的應用前景。

太陽能電池近年也被人們用于生產、生活的許多領域.從1974年世界上第一架太陽能電池飛機在美國首次試飛成功以來，激起人們對太陽能飛機 研究 的熱潮，太陽能飛機從此飛速地發(fā)展起來，只用了六七年時間太陽能飛機從飛行幾分鐘，航程幾公里發(fā)展到飛越英吉利海峽.現(xiàn)在，最先進的太陽能飛機，飛行高度可達2萬多米，航程超過4000公里.另外，太陽能汽車也發(fā)展很快.

在建造太陽能電池發(fā)電站上，許多國家也取得了較大進展.1985年，美國阿爾康公司研制的太陽能電池發(fā)電站，用108個太陽板，256個光電池模塊，年發(fā)電能力300萬度.德國1990年建造的小型太陽能電站，光電轉換率可達30%多，適于為家庭和團體供電.1992年美國加州公用局又開始研制一種“革命性的太陽能發(fā)電裝置”，預計可供加州1/3的用電量.用太陽能電池發(fā)電確實是一種誘人的方式，據(jù)專家測算，如果能把撒哈拉沙漠太陽輻射能的1%收集起來，足夠全世界的所有能源消耗.

在生產和生活中，太陽能電池已在一些國家得到了廣泛應用，在遠離輸電線路的地方，使用太陽能電池給電器供電是節(jié)約能源降低成本的好辦法.芬蘭制成了一種用太陽能電池供電的彩色電視機，太陽能電池板就裝在住家的房頂上，還配有蓄電池，保證電視機的連續(xù)供電，既節(jié)省了電能又安全可靠.日本則側重把太陽能電池應用于汽車的自動換氣裝置、空調設備等民用工業(yè).我國的一些電視差轉臺也已用太陽能電池為電源，投資省，使用方便，很受歡迎.

當前，太陽能電池的開發(fā)應用已逐步走向商業(yè)化、產業(yè)化；小功率小面積的太陽能電池在一些國家已大批量生產，并得到廣泛應用；同時人們正在開發(fā)光電轉換率高、成本低的太陽能電池；可以預見，太陽能電池很有可能成為替代煤和石油的重要能源之一，在人們的生產、生活中占有越來越重要的位置.

第三節(jié) 太陽能電池的工作原理

太陽能電池系一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導體薄片，其將高純度的半導體材料加入一些不純物使其呈現(xiàn)不同的性質，如加入硼可形成 P 型半導體，加入磷可形成 N 型半導體，PN 兩型半導體相結合后，當太陽光入射時，產生電子與電洞，有電流通過時，則產生電力。

第四節(jié) 太陽能電池的制作過程

國內太陽能電池制造廠商將太陽能電池稱為芯片，把芯片（或依設計所需要的電流進行芯片切割后）焊上箔條導線再將許多焊好的芯片用箔條串聯(lián)成一組，再和EVA、tedlar與低鐵質強化玻璃層層迭迭，一同放入層壓機（laminate）的機臺上做真空封裝，制成module（plane/panel）稱之為模塊或稱太陽能板，將若干太陽能板組成方陣（列陣array），接配上過充放保護控制（controller）及深（循環(huán)）放電蓄電池（鉛鈣）以及逆轉流器（inverter直流轉變?yōu)榻涣鳎┖戏Q為太陽能電力系統(tǒng)，又稱太陽能發(fā)電站。

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