太陽能電池

太陽能電池也被稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種直接利用太陽光發電的光電半導體片。只要被滿足一定光照條件的光照射，瞬間就能輸出電壓，產生電流。物理學上稱之為太陽能光伏（光伏,縮寫為產品鑒定生產驗證），簡稱光伏。

太陽能電池

太陽能電池是通過光電效應或光化學效應將光能直接轉化為電能的器件。以光電效應工作的晶體硅太陽能電池是主流，而以光化學效應工作的薄膜電池和太陽能電池還處于起步階段。

數據顯示，2012年，中國 美國太陽能電池繼續保持產量和性價比優勢，國際競爭力日益增強。

隨著太陽能電池產業的不斷發展，產業競爭也在加劇，大型太陽能電池企業之間的并購和資本運作越來越頻繁國內優秀的太陽能電池廠商越來越重視行業市場的研究，尤其是對行業發展環境和產品購買者的深入研究。正因為如此，一大批國內優秀的太陽能電池品牌迅速崛起，逐漸成為太陽能電池行業的領頭羊。

術語“光生伏特（光伏學）它來自希臘語，意思是光、伏特和電，來自意大利物理學家亞歷山德羅·伏特和安培的名字，在亞歷山德羅·伏特以后“伏特”它被用作電壓單位。

在太陽能發展史上，光照射在材料上造成的“光起電力”行為早在19世紀就被發現了。

1839年，光伏效應被法國物理學家a.E.貝可勒爾發現。1849年術語“光－伏”才出現在英語中。

1883年，CharlesFritts成功地制備了第一塊太陽能電池。查爾斯用覆蓋了極薄金層的硒半導體形成半導體金屬結，器件只有1%的效率。

在20世紀30年代，相機的曝光表廣泛使用光伏行為的原理。

1946年，羅素申請了制造現代太陽能電池的專利。

20世紀50年代，隨著對半導體物理性質的逐漸了解和加工技術的進步，在美國貝爾實驗室發現硅摻雜一定量的雜質后對光更加敏感后，第一塊太陽能電池于1954年在貝爾實驗室誕生。太陽能電池技術的時代終于到來了。

自20世紀50年代以來，美國發射的衛星都使用太陽能電池作為能源。

在20世紀70年代的能源危機中，世界各國意識到了能源發展的重要性。

1973年，出現了石油危機，人們開始將太陽能電池的應用轉向普通人 的生計。

在美國、日本和以色列等國家已經使用了大量的太陽能裝置，并朝著商業化的目標前進。

在這些國家中，美國建立了世界 1983年，美國加利福尼亞州最大的太陽能發電廠建成，發電量高達1600萬瓦。南非、博茨瓦納、納米比亞和南部非洲的其他國家也設立了項目，鼓勵偏遠農村地區安裝低成本的太陽能電池發電系統。

推廣太陽能發電最積極的國家是日本。1994年，日本實施補貼和獎勵措施，推廣每戶3000瓦“商用并行太陽能光伏能源系統”第一年，政府補貼了49個%資金以后，補貼會逐年減少。商用并行太陽能光伏能源系統”陽光充足時，太陽能電池為自身負載提供電力，如果有多余的電力，會單獨儲存。當發電量不足或不發電時，所需電力將由電力公司提供。到1996年，日本有2600戶家庭安裝了太陽能發電系統，總裝機容量為800萬瓦。一年后，安裝了9400個，總裝機容量為32兆瓦。隨著環保意識的提高和政府補貼制度，估計日本國內太陽能電池的需求也將快速增長。

在中國，太陽能發電行業也得到了政府的大力鼓勵和補貼。2009年3月，財政部宣布計劃對太陽能光伏建筑等大型太陽能項目進行補貼。

太陽照在半導體p上-在結中，一個新的空穴形成了-電子對，在rect/rectrect/rectrect/復制矩形圖像失敗您可以插入圖像來添加查看操作路徑/path在結內建電場的作用下，光生空穴流向P區，光生電子流向N區，電路接通后產生電流。這就是光伏太陽能電池的工作原理。

太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換模式，另一種是光—電直接轉換方式。

光—熱—電轉換

光—熱—電轉換方法利用太陽輻射產生的熱能發電一般是通過太陽能集熱器將吸收的熱能轉化為工質蒸汽，然后驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱熱的轉換過程；后一個過程是熱—電轉換的過程和普通的火力發電是一樣的。太陽能熱發電的缺點是效率低，成本高據估計，其投資至少比普通火電廠貴5 ~ 10倍。一個1000MW的太陽能熱電站需要投資2025億美元，1kW平均投資20002500美元。所以只能在特殊場合小規模利用，大規模利用在經濟上不經濟，無法與普通火電廠或核電站競爭。

光—電直接轉換

太陽能電池發電是根據特定材料的光電特性制成的。黑體(如太陽)輻射出不同波長(對應于不同頻率)電磁波，如紅外線、紫外線、可見光等等。當這些射線照射到不同的導體或半導體上時，光子與導體或半導體中的自由電子相互作用，產生電流。射線的波長越短，頻率越高，其能量就越高例如，紫外線的能量比紅外線高得多。然而，并不是所有波長的輻射能都能轉換成電能值得注意的是，光電效應與輻射的強度無關，只有當頻率達到或超過能產生光電效應的閾值時才會產生電流。能使半導體產生光電效應的光的最大波長與半導體的帶隙有關，例如晶體硅的帶隙在室溫下約為1.155eV，所以只有波長小于1100nm的光才能使晶體硅產生光電效應。太陽能電池發電是一種可再生的環保發電方式，不會產生二氧化碳等溫室氣體，不會污染環境。按材料分為硅基半導體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池等。其中，硅電池又分為單晶電池、多晶電池和非晶硅薄膜電池。太陽能電池最重要的參數是轉換效率在實驗室研制的硅基太陽能電池中，單晶硅電池的效率為25.多晶硅電池的效率是20.4%CIGS薄膜電池的效率達到19.6%CdTe薄膜電池的效率為16.7%，非晶硅（無定形硅）薄膜電池的效率是10.1%

太陽能電池是一種可以轉換能量的光電元件，其基本結構是由P型和N型半導體組合而成。半導體最基本的材料是“硅”它不導電，但是如果在半導體中摻入不同的雜質，就可以做成P型和N型半導體，然后P型半導體就有了一個空穴(p型半導體少了一個帶負電荷的電子，可以看作是多了一個正電荷)一個自由電子與N型半導體之間存在電位差產生電流，所以當太陽光照射時，光能會激發硅原子中的電子，產生電子和空穴的對流這些電子和空穴將分別被N型和P型半導體吸引并聚集在兩端。這時候如果外面接電極形成回路，這就是太陽能陽極電池發電的原理。

簡單來說，太陽能光伏發電的原理就是利用太陽能電池吸收

rect/rectrect/rectrect/復制矩形圖像失敗您可以插入圖像來添加查看操作路徑/path

波長(針對硅晶)陽光直接將光能轉化為電能，是一種發電方式。

因為太陽能電池產生的電是直流電，如果需要為家用電器或各種電器提供電力，就需要安裝直流電/交流電轉換器，用交流電代替，可以給家庭用電或工業用電供電。

太陽能電池的充電發展太陽能電池用于消費品時，大多存在充電問題以往一般采用鎳氫或鎳鎘干電池作為充電對象，但鎳氫干電池不耐高溫，鎳鎘干電池存在環境污染問題。隨著超級電容器的快速發展，容量大，面積縮小，價格低廉，一些太陽能產品開始采用超級電容器作為充電對象，從而改善了太陽能充電的諸多問題：

充電較快速，使用壽命在5次以上，充電溫度范圍寬，減少太陽能電池的數量(可低壓充電)

太陽能電池組件的組成及各部分的功能——

1）鋼化玻璃用于保護發電主體（如電池片）需要選擇透光度：1.透光率必須高（一般91%以上）2.超白鋼化處理。

2）EVA用于鋼化玻璃和發電主體的粘接固定（如電池片）透明EVA的質量直接影響模塊的使用壽命暴露在空氣中的EVA容易老化發黃，從而影響模塊的透光率，進而影響模塊的發電質量除了EVA本身的質量之外，模組廠商的層壓工藝也有很大的影響，比如EVAEVA與鋼化玻璃的附著力差、背板粘合強度不足會導致EVA過早老化，影響模組的使用壽命。主要是將發電主體和背板粘合封裝。

3）太陽能電池的主要功能是發電，晶體硅太陽能電池是發電市場的主流、薄膜太陽能電池各有利弊。晶體硅太陽能電池設備成本相對較低，光電轉換效率高，適合在室外太陽光下發電，但消耗和電池成本較高；薄膜太陽能電池消耗和電池成本低，弱光效果優異，在普通光線下也能發電，但相對設備成本較高，光電轉換效率是晶體硅電池的一半以上，如計算器上的太陽能電池。

4）背板作用，密封、絕緣、防水（一般都用TPT、TPE和其他材料必須抗老化，大多數部件制造商都有25年的保修期鋼化玻璃和鋁合金一般都可以，關鍵在于背板和硅膠能不能達到要求。

5）鋁合金保護層壓板，起到一定的密封作用、支撐作用。

6）接線盒保護整個發電系統，并作為電流中繼站如果模塊短路，接線盒會自動斷開短路的電池串，防止整個系統被燒壞接線盒中最重要的是二極管的選擇，根據模塊中電池的類型不同，對應的二極管也不同。

7）硅酮密封功能用于密封組件和鋁合金框架、組件和接線盒之間的連接。有些公司使用雙面膠帶、泡棉替代硅膠，在國內廣泛使用該工藝簡便易行，成本很低。

太陽能電池的基本特征是太陽能電池的極性、太陽能電池的性能參數、太陽能環保電池的伏安特性三個基本特性。具體解釋如下

1、太陽能電池的極性

硅太陽能電池一般由p/N型結構或N+/P型結構P和N代表太陽能電池的前照明層的半導體材料的導電類型;n和P表示太陽能電池的背襯底的半導體材料的導電類型。太陽能電池的電特性與用于制造電池的半導體材料的特性有關。

2、太陽能電池的性能參數

太陽能電池的性能參數由開路電壓決定、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些參數是衡量太陽能電池性能的標志。

3太陽能電池的伏安特性

P-n結太陽能電池包括形成在表面上的淺P-N結、條形和指狀前歐姆接觸、覆蓋整個背面的背面歐姆接觸和正面上的抗反射層。當電池暴露在太陽光譜下時，能量小于禁帶寬度的光子對電池的輸出沒有貢獻。能量大于禁帶寬度的光子會對電池輸出有貢獻，能量小于能量的會以熱量的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設計和制造中，必須考慮這種熱量對電池穩定性的影響、壽命等的影響。

1、開路電壓

開路電壓UOC：也就是說，太陽能電池放置在AM1中.5光譜條件、在光源強度的照射下，太陽能電池兩端開路時的輸出電壓值。

2、短路電流

短路電流ISC：就是把太陽能電池放在AM1里.5光譜條件、在光源強度的照射下，輸出端短路時，流經太陽能電池兩端的電流值。

3、最大輸出功率

太陽能電池的工作電壓和電流隨負載電阻而變化將工作電壓和電流的曲線對應不同的電阻值，可以得到太陽能電池的伏安特性曲線。如果選定的負載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積最大，則可獲得最大輸出功率，用符號Pm表示。此時的工作電壓和電流稱為最佳工作電壓和最佳工作電流，分別用符號Um和im表示。

4、填充因子

太陽能電池的另一個重要參數是填充因子FF（填充因子）它是最大輸出功率與開路電壓和短路電流的乘積之比。

FF：它是衡量太陽能電池輸出特性的一個重要指標，它代表了太陽能電池在最佳負載時所能輸出的最大功率它的值越大，太陽能電池的輸出功率就越大。FF的值總是小于1。串、并聯電阻對填充因子有很大影響。串聯電阻越大，短路電流降低得越多，填充因數降低得越多；分流電阻越小，分流電流越大，導致開路電壓下降越多，填充因數下降越多。

5、轉換效率

太陽能電池的轉換效率是指當最優負載電阻接入外回路時的最大能量轉換效率，等于太陽能電池的輸出功率與入射到太陽能電池表面的能量之比。太陽能電池的光電轉換效率是衡量電池質量和技術水平的重要參數，與電池的結構有關、結特性、材料性質、工作溫度、放射性粒子的輻射損傷與環境變化有關。

太陽能交流發電系統由太陽能電池板組成、充電控制器、逆變器和蓄電池組合在一起；太陽能DC發電系統不包括逆變器。為了使太陽能發電系統為負載提供足夠的電力，需要根據用電器的功率合理選擇元器件。讓 s以100W輸出功率，每天使用6小時為例介紹計算方法：

1.首先，我們應該計算每天消耗的瓦特小時數(包括逆變器的損耗)

如果逆變器的轉換效率是90%，那么當輸出功率為100W時，實際輸出功率應該是，如果每天使用5小時，耗電量按太陽能電池板計算：

按照每天6小時的有效日照時間，并考慮充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應為70%是太陽能電池板在充電過程中使用的實際功率。

太陽能電池主要以半導體材料為主，其工作原理是光電材料吸收光能，然后發生光電轉換反應根據所用材料的不同，太陽能電池可分為：1、硅太陽能電池；2、用無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、由銅銦硒和其他多組分化合物制成的電池；3、功能高分子材料太陽能電池；4、納米晶體太陽能電池等。

應用現狀

根據Dataquest的統計，全球有136個國家正在掀起普及太陽能電池的熱潮，其中有95個國家正在大規模開展太陽能電池的研發工作，并積極生產各種相關的節能新產品。1998年全世界生產的太陽能電池總發電量達到1000兆瓦，1999年達到2850兆瓦。根據歐洲光伏產業協會EPIA 2008年的預測，如果2007年全球裝機容量為2.4GW在2010年全球年裝機容量將達到6.9 GW，2020年和2030年將分別達到56GW和281GW，2010年全球累計裝機容量為25.4GW，預計2020年將達到278GW，2030年將達到1864GW。全球太陽能和太陽能公司美國電池產量的年復合增長率為47%的速度快速增長，2008年產量達到6.9GW。

許多國家正在制定中長期太陽能發展計劃，以在21世紀大規模發展太陽能美國能源部啟動了國家光伏計劃，日本啟動了陽光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的重要組成部分，重點是單晶硅和先進器件、薄膜光伏技術、PVMaT、光伏模塊和系統性能

和工程、光伏應用市場開發等五個領域開展研究工作。

美國還推出了'太陽能路燈計劃'目的是將美國一些城市的路燈改為太陽能供電按照計劃，每盞路燈每年可節電800度。日本也在實施太陽能'7萬套工程計劃'日本要普及的太陽能住宅發電系統主要是安裝在住宅樓頂的太陽能電池發電設備，家庭使用的多余電力也可以出售給電力公司。一個標準家庭可以安裝一個產生3000瓦的系統。歐洲將太陽能電池的研發納入著名的'尤里卡'高科技計劃，推出10萬套工程計劃'這些主要側重于普及光伏電池的應用'太陽能工程'規劃是推動太陽能光伏產業大發展的重要動力之一。

日本、韓國和歐洲的八個國家決定合作建設世界 亞洲內陸和非洲沙漠地區最大的太陽能發電站他們的目標是有效利用約占全球陸地面積的沙漠地區的長期日照資源，為30萬用戶提供100萬千瓦的電力。該計劃將于2001年開始，歷時四年完成。

美國和日本在世界光伏市場上占有最大的市場份額。美國有世界上最大的光伏電站，功率7MW，日本也建了1MW的光伏電站。全世界有23萬個光伏設備，以色列、澳大利亞、新西蘭領先。

自20世紀90年代以來，全球太陽能電池行業一直以15%增長率一直在持續發展。美國Dataquest發布的最新統計和預測報告顯示、1998年，日本和西歐工業化國家對太陽能研究和發展的總投資達到570億美元；1999年為646億美元；2000年為700億美元；2001年將達到820億美元；預計2002年將超過1000億美元。

2022年6月30日，德國和比利時研究人員共同開發出一種新的鈣鈦礦/銅銦二硒化物（CIS）串聯太陽能電池的光電轉換效率接近25%，是目前為止同類產品的最高值。這種太陽能電池靈活輕便用途廣泛，有望應用于車輛、在便攜式設備和可折疊設備中。

中國現狀

中國非常重視太陽能電池的研發早在七五期間，非晶硅半導體的研究就被列入了國家重大課題；在第八個五年計劃和第九個五年計劃期間，中國的研究和發展重點是大面積太陽能電池。2003年10月，國家發展和改革委員會、科技部制定了未來五年太陽能資源發展規劃，國家發改委'光明工程'將籌集100億元用于推廣太陽能發電技術的應用，計劃到2015年中國太陽能發電系統總裝機容量達到300兆瓦。中國已經成為世界美國最大的光伏產品制造商在中國 s即將到來《新能源振興規劃》年，我國光伏發電裝機容量計劃在2020年達到20GW，為1.8GW的10倍以上。

2002年，國家有關部委啟動了'西部省份無電農村供電方案'通過太陽能和小型風力發電，可以解決西部七省農村無電的問題

用電問題。這個項目的啟動極大地刺激了太陽能發電行業，國內已經建成了多條太陽能電池封裝線，大大提高了太陽能電池的年產量。據專家稱預測，中國光伏市場年需求量為5 MW，20012010年將達到10MW從2011年開始，中國光伏市場的年需求量將超過20MW。

2009年，根據龔欣提供的報告，國務院指出多晶硅產能過剩，但實際行業并不認可科技部已經表態多晶硅產能不過剩。

太陽能電池的應用已經從軍事領域開始、航天領域進入工業、商業、農業、通信、家用電器和公共設施，特別是在偏遠地區、高山、沙漠、用于島嶼和農村地區，以節省昂貴的輸電線路。但是現階段它的成本還是很高，需要投入幾萬塊錢才能產生1kW的電力，所以它的大規模使用在經濟上還是受到限制的。

市面上賣的光伏電池都是單晶硅生產的，主要是單晶硅。由于單晶硅電池的生產能耗較大，有專家認為現有單晶硅電池的能耗大于其生命周期內捕獲的太陽能，毫無價值。最樂觀的估計是，使用單晶硅電池獲得的太陽能要大于其生產消耗的能源，還需要10年左右的時間。單晶硅是通過還原熔化石英砂并提拉單晶得到的。生產過程消耗大量能源，產生大量有毒有害物質，造成嚴重的環境污染。國外已經轉到中國生產了。中國各地都建起了單晶硅和單晶硅電池的生產線。

然而，我們不 我不知道光伏電池的生產技術。單晶硅光伏電池的生產技術雖然已經非常成熟，但是還在不斷發展，其他的光伏電池技術也在不斷涌現。光伏電池的成本和光電轉換效率離真正的市場化還很遠，光伏電池市場主要依靠各國政府的財政補貼。歐洲市場對光伏發電的補貼高達每千瓦時1元多。未來要想讓光伏電池得到廣泛應用，就必須不斷提高光伏電池的效率和生產成本，而在這個過程中，生產技術和產品也會不斷更新。它的更換周期很短，只有3－5年。光伏電池廠商投資大，回收期長由于技術更新快，國內企業如果不掌握技術并及時更新，很快就會被淘汰，可能無法收回投資。

然而，從長遠來看，隨著太陽能電池制造技術的提高和新的光—隨著電轉換裝置的發明，各國的環保以及對可再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能量的一種實用方法，這將為人類未來大規模利用太陽能開辟廣闊的前景。

根據結晶狀態，太陽能電池可分為結晶薄膜型和非晶薄膜型（以下表示為a-有兩大類，前者又分為單晶和多晶。

按材質可分為硅膜狀、化合物半導體薄膜形狀和有機薄膜形狀，并且化合物半導體薄膜形狀分為無定形形狀（ⅢV族（ⅡⅥ族（和磷化鋅(等。

太陽能電池根據所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多組分化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶體太陽能電池、有機太陽能電池、塑料太陽能電池，其中硅太陽能電池最為成熟，在應用中占據主導地位。

硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、有多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。

單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術最成熟。實驗室最高轉換效率為24.7%大規模生產的效率是15%截至2011年，這個數字是18%在大規模應用和工業生產中仍占主導地位，但單晶硅成本高，很難大幅降低成本為了節省硅材料，多晶硅薄膜和非晶硅薄膜被開發出來作為單晶硅太陽能電池的替代產品。

與單晶硅相比，多晶硅薄膜太陽能電池比非晶硅薄膜太陽能電池成本更低，效率更高，實驗室最高轉換效率為18%工業規模生產的轉化效率為10%截至2011年，這個數字是17%因此，多晶硅薄膜電池將很快在太陽能電池市場占據主導地位。

非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕轉換效率高，便于大規模生產，潛力巨大。但由于其材料引起的光電效率下降效應，其穩定性不高，直接影響其實際應用。如果能進一步解決穩定性問題，提高轉換率，那么非晶硅太陽能電池無疑將是太陽能電池的主要發展產品之一。

多晶體薄膜

多晶薄膜電池硫化鎘、CdTe多晶薄膜電池的效率高于非晶硅薄膜太陽能電池，成本低于單晶硅電池，也易于大規模生產但由于鎘有劇毒，會對環境造成嚴重污染，因此并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代品。

砷化鎵（GaAs）III-V復合電池轉換效率可達28%GaAs化合物材料具有理想的光學帶隙，吸收效率高，抗輻射能力強，對熱不敏感，適合制造高效率的單結電池。但是GaAs材料價格高，大大限制了GaAs電池的普及。

銅銦硒薄膜電池（簡稱CIS）適用于光電轉換，不存在光致衰退問題，轉換效率與多晶硅相同。具有價格低廉、性能好工藝簡單將成為未來太陽能電池發展的重要方向。唯一的問題是材料的來源因為銦和硒是比較稀有的元素，所以這類電池的發展必然受到限制。

有機聚合物

用有機聚合物代替無機材料是太陽能電池制造的一個新的研究方向。有機材料由于具有柔韌性好易于制造材料來源廣成本低等優點，對太陽能的大規模利用和廉價電力的提供具有重要意義。而有機材料制備太陽能電池的研究才剛剛開始，無論是使用壽命還是電池效率都無法與無機材料相比，尤其是硅電池。能否開發成具有實際意義的產品，還需要進一步的研究和探索。

納米晶

納米化學能太陽能電池是新近發展起來的，具有成本低工藝簡單性能穩定等優點。其光電效率穩定在10%最重要的是，制造成本只是硅太陽能電池的壽命可以達到20年以上。

這種電池的研發剛剛起步，不久的將來會逐步進入市場。

有機薄膜

有機薄膜太陽能電池是以有機材料為核心的太陽能電池。大家對有機太陽能電池不太熟悉，這是有道理的。在今天 美國量產的太陽能電池，95%以上為硅基，其余小于5%也由其他無機材料制成。

染料敏化

染料敏化太陽能電池是通過將顏料附著在基板上，然后將其浸泡在電解液中制成的。當顏料被光照射時，產生自由電子和空穴。自由電子被收集，從電極流出進入外電路，經過電器，流入電解液，最后回到顏料。染料敏化太陽能電池的制造成本非常低，這使得它非常具有競爭力。其能量轉換效率為12%左右。

塑料電池

塑料太陽能電池使用可回收的塑料薄膜作為原料，可用于“卷對卷印刷”技術大規模生產，成本低、環保。然而，塑料太陽能電池還不成熟預計未來5到10年，基于塑料等有機材料的太陽能電池制造技術將會成熟并大規模投入使用。

單晶硅太陽能最高光電轉換效率達到24%這是各種太陽能電池中光電轉換效率最高的。然而，單晶硅太陽能電池的生產成本很高，因此不能廣泛和普遍地大量使用。在制造成本上，多晶硅太陽能電池比單晶硅太陽能電池便宜，但多晶硅太陽能電池的光電轉換效率要低很多此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命比單晶硅太陽能電池短。所以在性價比上，單晶硅太陽能電池略勝一籌。

研究人員發現，一些化合物半導體材料適用于太陽能光伏轉換薄膜。例如Ⅲ-V化合物半導體：由這些半導體制成的薄膜太陽能電池顯示出良好的光電轉換效率。帶梯度帶隙（導帶和價帶的能級差異）多元半導體材料可以擴大太陽能的吸收光譜范圍，進而提高光電轉換效率。石薄膜太陽能電池的大量實際應用顯示了廣闊的前景。在這些多元半導體材料中，優秀的太陽能吸收材料之一。基于它可以設計出比硅薄膜太陽能電池光電轉換效率更高的薄膜太陽能電池，光電轉換率可以達到18%

這里簡單介紹一下技術的作用，給你一個感性的認識.

封裝

流水線也叫封裝線，封裝是太陽能電池生產的關鍵步驟沒有好的封裝工藝，再好的電池也生產不出好的組裝板。電池的包裝既能保證電池的壽命，又能增強電池的抗沖擊強度。產品的高質量和長壽命是贏得客戶滿意的關鍵，所以元器件板的封裝質量非常重要。

流程

1、電池檢測——2、正面焊接—檢驗—3、背面串接—檢驗—4、敷設（玻璃清洗、材料切割、玻璃預處理、敷設）(——5)層壓——6、去毛邊（去邊、清洗）(——7)裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）(——8)焊接接線盒——9、高壓測試——10、組件測試—外觀檢驗—11、包裝入庫

質量保證技巧

1、高轉換效率、高質量的電池片；

2、高質量的原材料，如：高交聯度EVA、高粘結強度封裝劑（中性硅酮樹脂膠）高透光率高強度的鋼化玻璃等；

3、合理的封裝工藝

4、員工嚴謹的工作作風；

因為太陽能電池是高科技產品，生產過程中有一些細節，比如戴手套而不是不戴手套、試劑涂抹要均勻，涂抹要潦草，這很重要，會影響產品質量所以，除了制定合理的生產工藝，員工認真嚴謹是很重要的。

電池測試

由于電池芯片制造條件的隨機性，生產出來的電池具有不同的性能，因此為了有效地將性能相同或相近的電池組合起來，需要根據其性能參數進行分類；電池測試是指測試電池的輸出參數（電流和電壓）按大小分類。從而提高電池的利用率，制造出合格的電池組件。

正面焊接

匯流條焊接在電池的前面（負極）在主柵線上，匯流條是鍍錫銅帶，我們使用的焊機可以將焊帶以多點的形式點焊在主柵線上。焊接的熱源是紅外燈（利用紅外線的熱效應）焊帶的長度約為電池邊長的2倍。額外的焊帶在背面焊接時與背面電池片的背面電極連接

背面串接

背焊是將36節電池串聯起來形成一個組裝串采用的過程是手動的電池的定位主要靠一個有36個凹槽的薄膜模具來放置電池芯片凹槽的尺寸對應于電池的尺寸已經設計了凹槽的位置不同的模板用于不同規格的模塊操作人員使用電烙鐵和焊絲來放置它們“前面電池”的正面電極（負極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）這樣，36塊依次串聯在一起，組

成串

引線的正負電極被焊接。

層壓敷設

背面串聯好，檢查合格后，把元器件串起來、玻璃和切割EVA、玻璃纖維、背板按照一定的層次鋪設，準備層壓。玻璃預先涂上一層試劑（primer）以增加玻璃和EVA之間的結合強度。鋪設時，保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調整電池之間的距離，為層壓打好基礎。敷設層次：由下向上：鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板）

組件層壓

將放好的電池放入層壓機中，通過抽真空將模塊中的空氣抽出，然后加熱熔化EVA使電池熔化、玻璃和背板粘合在一起；最后，冷卻取出組件。層壓過程是模塊生產中的關鍵步驟，層壓溫度和層壓時間根據EVA的性質來確定。當我們使用快速固化EVA時，層壓周期時間約為25分鐘。固化溫度為150℃。

修邊

層壓時EVA熔化后由于壓力向外延伸固化形成毛刺，所以層壓后要切斷。

裝框

類似于在玻璃上放一個框架；玻璃模塊上安裝鋁框，增加模塊強度，進一步密封電池模塊，延長電池使用壽命?？蚣芎筒ＡЫM件之間的間隙用硅樹脂填充。框架由角鍵連接。

焊接接線盒

在組件背面的引線處焊接一個盒子，以便于電池與其他設備或電池之間的連接。

高壓測試

高壓測試是指在模塊的框架和電極引線之間施加一定的電壓，測試模塊的耐壓和絕緣強度，以保證模塊處于惡劣的自然條件下（雷擊等）下不被損壞。

組件測試

測試的目的是校準電池的輸出功率，測試其輸出特性，并確定組件的質量等級。它主要是模擬日光標準試驗條件下的試驗（STC）通常，電池板所需的測試時間為7-8秒左右。

當天然氣、煤炭、石油等不可再生能源需求頻繁，能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸，越來越多的國家開始實施“陽光計劃”開發太陽能資源尋求經濟發展新動力。歐洲一些高水平的核研究機構也開始轉向可再生能源。在國際光伏市場巨大潛力的推動下，各國太陽能電池制造業爭相投入巨資擴大生產，爭奪一席之地。

1994年全球太陽能電池工業-2004年10年增長17倍，太陽能電池生產主要分布在日本、歐洲和美國。2006年，全球太陽能電池安裝規模已達1744MW，比2005年增長了195%整個市場的產值已正式突破100億美元大關。在2007年，全球太陽能和太陽能美國電池產量達到3436兆瓦，比2006年增長565%

中國 美國對太陽能電池的研究始于1958年，80年代末，中國引進了幾條太陽能電池生產線，使中國太陽能電池的產能從三個小廠幾百千瓦一下子增加到四個.5MW，這個產能一直持續到2002年，產量只有2MW左右。2002年以后，歐洲市場特別是德國市場的迅速擴大，無錫尚德太陽能發電有限公司的出現和超常規發展，給中國光伏產業帶來了前所未有的發展機遇和示范效應。

中國已經成為世界上太陽能電池的主要生產國。2007年，全國太陽能電池產量達到1188兆瓦，同比增長293%中國已經成功超越歐洲、日本是世界上最大的太陽能電池生產國。在產業布局上，中國太陽能電池產業已經形成了一定的集聚趨勢。在長三角、環渤海、珠三角、在中西部地區，形成了各具特色的太陽能產業集群。

中國 美國的太陽能電池研究比國外落后20年雖然10多年來國家逐年加大了這方面的投入，但投入仍然不足，與國外的差距還很大。政府應加強政策引導和激勵，盡快解決太陽能發電并網和合理定價問題。同時可以借鑒國外的成功經驗，用在公共設施上、政府辦公樓等領域將強制推廣使用太陽能，充分發揮政府的示范作用，促進國內市場盡快啟動，健康發展。

在不久的將來，它將在世界能源消費中占據重要地位，不僅將取代一些常規能源，而且將成為世界能源供應的主體。據估計，到2030年，可再生能源將在總

會在能源結構中占30%上圖，世界太陽能光伏發電 美國的總供電量也將達到10%以上；到2040年，可再生能源將占能源消費總量的50%以上，太陽能光伏發電將占總電量的20%以上；到21世紀末，可再生能源將占能源結構的80%以上，太陽能發電將占60%以上。這些數字足以說明太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域的重要戰略地位?？梢娞柲茈姵厥袌銮熬皬V闊。

離網發電系統

太陽能離網發電系統包括1、太陽能控制器(光伏控制器和風光互補控制器）對產生的電能進行調節和控制，一方面將調節后的能量送至DC負載或交流負載，另一方面將多余的能量送至蓄電池儲存當產生的電力不能滿足負載的需求時，太陽能控制器將蓄電池的電能輸送給負載。電池充滿電后，控制器要控制電池不要過充。當存儲在電池中的電能被完全放電時，太陽能控制器應該控制電池不被過度放電以保護電池。當控制器的性能不好時，會極大地影響電池的使用壽命，最終影響系統的可靠性。2、太陽能蓄電池的任務是儲存能量，以保證負載在夜間或雨天用電。3、太陽能逆變器負責將DC轉換成交流電用于交流負載。太陽能逆變器是光伏風力發電系統的核心部件。因為使用區域比較落后、偏遠且維護困難，為了提高光伏風力發電系統的整體性能，保證電站的長期穩定運行，對逆變器的可靠性提出了很高的要求。此外，由于新能源發電成本高，太陽能逆變器的高效運行也很重要。

太陽能離網發電系統主要產品分類a、光伏組件B、風機C、控制器D、蓄電池組E、逆變器F、風力/光伏發電控制與逆變一體化電源。

并網發電系統

可再生能源并網發電系統是一種光伏陣列、風力發電機和燃料電池產生的可再生能源通過并網逆變器直接反饋到電網的發電系統，無需電池儲能。

由于電能直接輸入電網，不需要蓄電池，省去了蓄電池的存儲和釋放過程，從而可以充分利用可再生能源產生的電能，減少能量損耗，降低系統成本。并網發電系統可以利用市電和可再生能源并聯作為本地交流負載的電源，降低整個系統的缺電率。同時，可再生能源并網系統可以對公共電網起到調峰作用。并網發電系統是太陽能風力發電的發展方向，代表了21世紀最具吸引力的能源利用技術。

太陽能并網發電系統主要產品分類a、光伏并網逆變器b、小型風力發電機并網逆變器c、大型風機變流器（雙饋變流器）

染料敏化太陽能電池

染料光敏太陽能電池（Dye-敏化太陽能電池）這是一種新開發的全新太陽能電池。DSsC也稱為Grauml;因為它是Grauml在1991年創造的;tzel等人公布的結構與普通光伏電池不同，其基板通常是玻璃或透明柔性聚合物箔（聚合物箔）玻璃上有一層透明導電的氧化物（透明導電氧化物）通常使用FTO，然后生長一層大約10微米厚的多孔納米尺寸顆粒（大約10 ~ 20納米）形成一nano-能滲透的薄膜。然后在顆粒上涂上一層染料。通常染料是采用釕多吡啶配合物。除了玻璃和TCO，上電極還鍍了一層鉑作為電解質反應的催化劑，在兩個電極之間，填充了碘化物/三碘化物電解質。雖然DSC電池的最高轉換效率約為12%左右（理論最高29﹪但是制造工藝簡單，所以一般認為生產成本會大大降低，同時每度電的電費也會降低。

串疊型電池

串疊型電池（串聯電池）屬于一種新穎原始結構的電池，通過設計多層不同能隙的太陽能電池來實現吸收效率最優化的結構設計。根據理論計算，如果在結構中放置更多層電池，電池效率會逐漸提高，甚至達到50%的轉換效率。

光纖太陽能電池

光纖太陽能電池（Fiber-basedsolarcell或者纖維細胞）最早由美國WakeForestUniversity納米與分子研究中心提出，美國《AppliedPhysicsLetters》年出版（doi:10.1063/1.(3263947)和《PhysicalReviewB》（DOI:10.1103/PhysRevB.84.085206,2011）報紙上報道了這種電池的最新成就。它采用獨特的光纖結構，結合有機吸收層，實現了超越平面電池的吸收效率，并被證明可以很好地應用于超光聚光電站。

透明電池

據美國物理學家組織網報道，來自美國能源部布魯克海文國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家開發出一種新型透明薄膜，可以吸收光線并在大面積內將其轉化為電能。這種薄膜由半導體和富勒烯制成，具有微蜂窩結構。相關研究發表在最新一期的《材料化學》雜志上，論文稱可以用這種技術開發透明的太陽能電池板，甚至可以用這種材料制作可以發電的窗戶。這種材料由摻雜碳富勒烯的半導體聚合物組成。在嚴格控制的條件下，該材料可以從微米級的六邊形結構自組裝成覆蓋有幾毫米大小的微孔結構的平面。

美國布魯克海文國家實驗室多功能納米材料中心負責這項研究的物理化學家米爾恰說·卡特賴特說，雖然這種蜂窩薄膜是由傳統的聚合物材料制成的，（如聚苯乙烯）是類似的過程，但這是第一次以半導體和富勒烯為原料，可以吸收光線產生電荷。

據介紹，該材料之所以能保持外觀透明，是因為聚合物鏈只與六邊形的邊緣緊密相連，而其余部分的結構相對簡單，從連接點向外越來越細。這種結構具有連接的功能，同時吸收光線的能力很強，也有利于傳導電流，而其他部分相對較薄，更加透明，主要起到透光的作用。

研究人員以一種非常獨特的方式編織這種蜂窩薄膜：首先，在含有聚合物和富勒烯的溶液中加入一層非常薄的微米級水滴。這些水滴在與聚合物溶液接觸后會自組裝成一個大的陣列，當溶劑完全蒸發后，會形成一個大的六邊形蜂窩狀平面。此外，研究人員發現，聚合物的形成與溶劑的蒸發速率密切相關，而溶劑的蒸發速率又決定了最終材料的電荷轉移速率。溶劑蒸發越慢，聚合物結構越緊密，電荷轉移速度越快。

這是一種成本低效益顯著的制備方法，從實驗室應用到大規模商業化生產潛力巨大?？ㄌ厝R特說。

通過掃描探針電子顯微鏡和熒光共聚焦掃描顯微鏡，研究人員確認了新材料蜂窩結構的均勻性，并研究了其不同部分（邊緣、中心、節點）測試了光學性質和電荷產生。

卡特萊特表示：我們的工作使人們對蜂窩結構的光學特性有了更深入的了解。下一步，我們計劃將這種材料應用于透明柔性太陽能電池等設備的制造，推動這種蜂窩薄膜盡快進入實用階段。

金屬氧化物太陽能電池

美國斯坦福大學研究人員最近的一項研究發現，加熱鐵銹等金屬氧化物可以提高特定太陽能電池的轉換效率和儲能效率。

斯坦福大學的研究人員在不同溫度下測試了三種金屬氧化物，即釩酸鉍、氧化鈦和氧化鐵，結果超出預期：當溫度升高時，電子通過這三種氧化物的速度增加，產生的氫和氧的量也相應增加。當金屬氧化物被陽光加熱時，產生的氫氣可以翻倍。

綜合利用熱能和太陽光，金屬氧化物作為轉換材料，借助水分子的分解，高效儲存太陽取之不盡的能量，按需供能。

美國商務部提高了從中國出口到美國的太陽能電池產品的反補貼稅，但維持或降低了此類產品的反傾銷稅。這一案件加劇了中美之間的貿易緊張。

這一案件也使美國的太陽能產業出現了分化（一個陣營是在美國有大規模制造業務的企業，另一個陣營是依賴中國 美國產品出口到美國）

周三，美國商務部表示，將對進口太陽能電池產品征收14的關稅.78%至15.97%要看具體的制造企業）反補貼稅明顯高于3月份宣布的25.9%至4.73%的初裁關稅。然而，美國商務部也決定維持或降低其5月宣布的反傾銷關稅（鑒于美方認為定價不公平的進口產品）

從中國購買太陽能電池到美國的公司聯盟——公平價格太陽能運動(太陽能活動)的主席基格·沙(JigarShah)表示：我們高興地看到，商務部并沒有在初裁的基礎上大幅提高關稅。

但此案（美國 中國在可再生能源行業的首次反傾銷行動）仍然是美國和中國關系緊張的根源。中國宣布對從美國進口的太陽能電池原材料多晶硅進行反傾銷調查。

這一案件也凸顯了美國 所謂的中國和越南“非市場經濟體”對同類進口產品征收反補貼稅和反傾銷稅的爭議做法；在暫停這項業務23年后，喬治·W·布什(GeorgeW.Bush)政府在2007年重啟了這項政策。美國一家聯邦法院曾宣布這種做法非法，但后來美國國會通過了相關立法，推翻了法院 的裁決。

九月，美國總統巴拉克·奧巴馬(巴拉克奧巴馬)宣布在世貿組織(WTO)對中國提起訴訟、就在中國被指控向汽車零部件行業提供非法出口補貼的同一天，中國在世貿組織對美國的新法律提起訴訟。

由總部位于德國的SolarWorld公司開發（其美國業務率先敦促征收上述進口關稅）一些領先企業呼吁歐盟對中國的太陽能產品征收類似關稅。然而，歐盟案件的前景在8月份發生了變化，因為德國總理安吉拉·默克爾(安格拉 馬克爾)在當月訪華期間，她表示更傾向于通過談判達成解決方案。

太陽能電池的材料有很多種，包括非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2和其他半導體、或三五族、簡而言之，二六組元素所鏈接的物質，就是太陽能電池發光后發電所要尋找的物質。

電動汽車太陽能充電站主要是通過不同的工藝和方法測試對光的反應和吸收，實現寬能隙組合和短波或長波完全吸收的革命性突破，從而降低材料成本。

太陽能電池也有襯底型或薄膜型等類型，在工藝上可以將襯底分離成單晶型、或者在相互溶解后冷卻形成多晶塊膜型可以更好的和建筑結合，比如曲率或者柔韌性、折疊型，非晶硅是常用的材料。還有一個有機或者納米材料的研發，還是前瞻性的研發。因此，也就是聽到不同代的太陽能電池：第一代基板硅晶(硅基的)第二代為薄膜(東西電影)第三代新概念研發(新聞概念)第四代復合膜材料。

第一代太陽能電池發展時間最長，技術最成熟?？煞譃?，單晶硅(單晶硅)多晶硅(多晶硅)非晶硅(無定形硅)應用方面，單晶硅和多晶硅是前兩者的大頭。

第二代薄膜太陽能電池是用薄膜工藝制造的。類型可分為碲化鎘(CadmiumTellurideCdTe)銅銦硒化物(硒化銅銦)銅銦鎵硒化物(銅銦鎵硒)砷化鎵(鎵砷化合物)

第三代電池與上一代電池最大的不同是在工藝中引入了有機物和納米技術。有光化學太陽能電池、染料敏化太陽能電池、聚合物太陽能電池、納米晶體太陽能電池。

第四代是把電池的吸光膜做成多層結構。

某種電池制造技術。例如，在多晶硅工藝中，不僅可以制造一種類型的電池，還可以制造硅晶片型和薄膜型電池。

聚合物太陽能電池材料

常見的聚合物太陽能電池材料是聚乙烯咔唑(PVK)聚乙炔(PA)聚對苯撐乙烯(PPV)以及聚噻吩(PTh)

1）聚乙烯基咔唑(PVK)

在具有光電活性的聚合物中，發現得最早、研究最充分的是PVK，它的側基上有一個大的電子共軛系統，可以吸收紫外光。激發的電子可以通過相鄰咔唑環形成的電荷復合體自由遷移。通常用硝基芴酮(TNF)和硝基茋苯衍生物四氰醌(TCNQ)等對其進行摻雜。

2）聚乙炔（PA）

它是迄今為止測量到的電導率最高的電子聚合物。其聚合方法主要有白川英樹法、Namm方法、達勒姆法和稀土催化體系。白川英樹使用高濃度的齊格勒-納塔催化劑，即TiOBu4-A1Et3，從氣相乙炔開始，直接制備了具有金屬光澤的自支撐聚乙炔薄膜；在取向的液晶基板上形成膜，PA膜也高度取向。Narrman方法的特征在于其對聚合催化劑的敏感性“高溫陳化”因此，聚合物的力學性能和穩定性明顯提高。

3）聚對苯撐乙烯(PPV)

近年來，應用最廣泛的是光電領域、效率最高的器件是PPV材料。因為是共軛結構，分子鏈非常剛性，往往難熔不溶，難以加工。獲得可溶性PPV的方法是在苯環上引入至少一個長鏈烷烴。烷烴的碳數至少大于6。還發現支鏈取代基的溶解性比相同碳數的直鏈烷烴好。代表材料是MEH-PPV（MEH;2-methoxy-5(2’乙基己氧基)它具有良好的溶解性，使用方便；禁帶寬度為2.1eV，比較適中。

4）聚噻吩(PT)衍生物

在所有共軛聚合物中，聚噻吩是一種優異的光伏材料，由于其合適的帶隙和較高的空穴遷移率，成為有機光伏材料的研究熱點之一。其中，聚具有規則的區域(3-己基)噻吩(P3HT)而可溶性C60衍生物PCBM作為活性層，在熱處理下光伏器件的能量轉換效率最高，能量轉換效率達到了5%左右。因此，設計合成新的聚噻吩衍生物，研究聚噻吩的結構與性能的關系，通過結構修飾改善聚噻吩衍生物的性能，已經引起了研究者的關注。從光伏材料的角度來看，這些聚噻吩衍生物應該具備最基本的性質：溶解性和成膜性好，吸收光譜寬(尤其在可見光區)和高載流子遷移率。