太陽能電池原理及分類

在太陽能光伏發電系統中，實現光電轉換的小單元是太陽能電池單體。太陽能電池單體實際上是一個PN結，PN結在光照下會產生電動勢，這種效應稱為光生伏*應。當PN結處于平衡狀態時，PN結處有一個耗盡層，耗盡層中存在著勢壘電場，電場方向由N區指向P區。當PN結受到光照時，硅原子受光激發而產生電子空穴對，在勢壘電場的作用下，空穴向P區移動，電子向N區移動，從而P區就有過剩的空穴，N區就有過剩的電子，這樣便在PN結附近形成與勢壘電場方向相反的光生電動勢。光生電動勢的一部分抵消勢壘電場，另一部分使P區帶正電，N區帶負電，從而在P區與N區之間產生光生伏*應。若在太陽能電池單體兩側引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出。由上可知，太陽能電池單體將光能轉換成電能的工作原理可概括為以下四個過程:河南光伏組件廠家供應30w光伏發電設備

(l)太陽能電池單體吸收光子，在PN結兩側產生稱為“光生載流子”的電子一空穴對，兩者的電性相反，電子帶負電，空穴帶正電;

(2)在太陽能電池單體PN結光生載流子，通過擴散作用到達空間電荷區;

(3)到達空間電荷區的光生載流子被勢壘電場分離，電子被分離到N區，空穴被分離到P區;河南光伏組件廠家供應30w光伏發電設備

(4)被勢壘電場分離的電子和空穴分別被太陽能電池單體的正、負極收集，若在太陽能電池單體正負極之間接入負載，則有光生電流流過，從而獲得電能

實際中使用的太陽能電池是若干個太陽能電池單體經過串并聯并封裝后形成的太陽能電池組件，是可以單獨作為電源使用的小單元，其功率一般為幾瓦至幾十瓦、百余瓦。太陽能電池組件再經過串并聯組合可以形成太陽能電池陣列，以滿足負載功率要求。

太陽能電池多為半導體材料制造，種類繁多，形式各樣，下面按照太陽能電池的材料進行分類介紹:

(l)硅太陽能電池:指以硅為基體材料的太陽能電池，如單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池等，多晶硅太陽能電池又有片狀多晶硅太陽能電池、鑄錠多晶硅太陽能電池、筒狀多晶硅太陽能電池和球狀多晶硅太陽能電池等多種。硅太陽能電池特點是由于硅資源豐富，可以大規模生產，性能穩定且光電轉化效率高，是目前應用多的太陽能電池。但其制造過程復雜，成本高。目前市場上使用多的是單晶硅太陽能電池，轉換率為17%左右，多晶硅轉換效率為14%左右，非晶硅電池轉化效率為6%左右。河南光伏組件廠家供應30w光伏發電設備

(2)化合物半導體太陽能電池:指由兩種或兩種以上元素組成的具有半導體特性的化合物半導體材料制成的太陽能電池，如碲化鎘太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、硒銦銅太陽能電池、磷化銦太陽能電池等。化合物半導體太陽能電池具有轉換效率高，抗輻射性好，可在聚光條件下使用等特點，但碲化鎘太陽能電池帶有毒性，易對環境造成污染，一般用于特定場合，如空間飛行器和航空系統。

(3)有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。有機半導體太陽能電池:指用含有一定數量的碳-碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。該種電池雖然轉換率低，但價格便宜、輕便、易于大規模制造。

(4)薄膜太陽能電池:指用單質元素、無機化合物或有機材料等制作的薄膜為基體材料的太陽能電池。目前主要有非晶硅薄膜太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池、化合物半導體薄膜太陽能電池、納米薄膜太陽能電池和微晶硅薄膜太陽能電池等。其特點是轉換效率相對較高、成本降低(尤其是大大降低了晶體硅類太陽能電池的硅材料用量)、且適合規模生產，因此薄膜太陽能電池是未來太陽能電池的一個重要發展方向。