太阳能电池行业基本分析

第一节 太阳能电池定义

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原 理。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式（以下表示为a-）两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。

按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非 结晶形（a-Si：H，a-Si：H：F，a-SixGel-x：H等）、ⅢV族（GaAs，InP等）、ⅡⅥ族（Cds系）和磷化锌 （Zn 3 p 2 ）等。

第二节 太阳能电池发展简史

1953年美国贝尔 研究 所首先试制成功硅太阳电池，获得6%光电转换效率的成果.太阳能电池的出现，好比一道曙光，尤其是航天领域的科学家，对它更是注目.这是由于当时宇宙空间技术的发展，人造地球卫星上天，卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备，需要足够的持续不断的电能，而且要求重量轻，寿命长，使用方便，能承受各种冲击、振动的影响.太阳能电池完全满足这些要求，1958年，美国的“先锋一号”人造卫星就是用了太阳能电池作为电源，成为世界上第一个用太阳能供电的卫星，空间电源的需求使太阳电池作为尖端技术，身价百倍.现在，各式各样的卫星和空间飞行器上都装上了布满太阳能电池的“翅膀”，使它们能够在太空中长久遨游.我国1958年开始进行太阳能电池的研制工作，并于1971年将研制的太阳能电池用在了发射的第二颗卫星上.以太阳能电池作为电源可以使卫星安全工作达20年之久，而化学电池只能连续工作几天.

空间应用范围有限，当时太阳电池造价昂贵，发展受到限.70年代初，世界石油危机促进了新能源的开发，开始将太阳电池转向地面应用，技术不断进步，光电转换效率提高，成本大幅度下降.时至今日，光电转换已展示出广阔的应用前景。

太阳能电池近年也被人们用于生产、生活的许多领域.从1974年世界上第一架太阳能电池飞机在美国首次试飞成功以来，激起人们对太阳能飞机 研究 的热潮，太阳能飞机从此飞速地发展起来，只用了六七年时间太阳能飞机从飞行几分钟，航程几公里发展到飞越英吉利海峡.现在，最先进的太阳能飞机，飞行高度可达2万多米，航程超过4000公里.另外，太阳能汽车也发展很快.

在建造太阳能电池发电站上，许多国家也取得了较大进展.1985年，美国阿尔康公司研制的太阳能电池发电站，用108个太阳板，256个光电池模块，年发电能力300万度.德国1990年建造的小型太阳能电站，光电转换率可达30%多，适于为家庭和团体供电.1992年美国加州公用局又开始研制一种“革命性的太阳能发电装置”，预计可供加州1/3的用电量.用太阳能电池发电确实是一种诱人的方式，据专家测算，如果能把撒哈拉沙漠太阳辐射能的1%收集起来，足够全世界的所有能源消耗.

在生产和生活中，太阳能电池已在一些国家得到了广泛应用，在远离输电线路的地方，使用太阳能电池给电器供电是节约能源降低成本的好办法.芬兰制成了一种用太阳能电池供电的彩色电视机，太阳能电池板就装在住家的房顶上，还配有蓄电池，保证电视机的连续供电，既节省了电能又安全可靠.日本则侧重把太阳能电池应用于汽车的自动换气装置、空调设备等民用工业.我国的一些电视差转台也已用太阳能电池为电源，投资省，使用方便，很受欢迎.

当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产，并得到广泛应用；同时人们正在开发光电转换率高、成本低的太阳能电池；可以预见，太阳能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一，在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置.

第三节 太阳能电池的工作原理

太阳能电池系一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，其将高纯度的半导体材料加入一些不纯物使其呈现不同的性质，如加入硼可形成 P 型半导体，加入磷可形成 N 型半导体，PN 两型半导体相结合后，当太阳光入射时，产生电子与电洞，有电流通过时，则产生电力。

第四节 太阳能电池的制作过程

国内太阳能电池制造厂商将太阳能电池称为芯片，把芯片（或依设计所需要的电流进行芯片切割后）焊上箔条导线再将许多焊好的芯片用箔条串联成一组，再和EVA、tedlar与低铁质强化玻璃层层迭迭，一同放入层压机（laminate）的机台上做真空封装，制成module（plane/panel）称之为模块或称太阳能板，将若干太阳能板组成方阵（列阵array），接配上过充放保护控制（controller）及深（循环）放电蓄电池（铅钙）以及逆转流器（inverter直流转变为交流）合称为太阳能电力系统，又称太阳能发电站。

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