太阳能电池板的材料有哪些？

发布日期：2023-05-11 00:00 来源：http://www.desunpv.com 点击：

当前，晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级。其中，用于电子级多晶硅占55%左右，太阳能级多晶硅占45%，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。 1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增长了17倍。晶体硅电池板：多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。非晶硅电池板：薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。化学染料电池板：染料敏化太阳能电池。柔性太阳能电池

1.单晶硅

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为18%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命可达25年。

2.多晶硅

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约16%左右（2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池）。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

3.非晶硅

非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。

多元化合物

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：

a）硫化镉太阳能电池

b）砷化镓太阳能电池

c）铜铟硒太阳能电池（新型多元带隙梯度Cu（In， Ga）Se2薄膜太阳能电池）Cu（In， Ga）Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池到目前为止，未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE），其光电转化效率比商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。

柔性电池

柔性薄膜太阳能电池是相对于常规太阳能电池来区分的。常规太阳能电池一般是两层玻璃中间是EVA材料和电池片的结构，这样的组件重量较重，安装的时候需要支架，不易移动。柔性薄膜太阳能电池不需要采用玻璃背板和盖板，重量比双层玻璃的太阳能电池片组件轻80%，采用pvc背板和ETFE薄膜盖板的柔性电池片甚至可以任意弯曲，方便携带。安装的时候也不需要特殊的支架，可以方便安装在屋顶，和帐篷顶上使用。缺点是光电的转换效率要比常规的晶硅组件低。

太阳能电池的厚度

　　目前主流太阳能电池片（晶硅类）常规厚度大致160um~180um，其实还可以切的更薄，太阳能电池板像纸一样薄，可惜的是无论电池片做的多薄，它也不可能是透光的。毕竟在这之前量子隧道效应已经足以让现有的PN结发电原理不再成立。不过题主的问题光伏行业是可以从另一个角度来实现的，那就是透光发电技术。具体的效果其实还不错，当然了，这种技术也必然是发电量越好，透明度越差。所以它的缺点也很明显就是发电效率太低，目前的效率是不超过9%（基本是乳白色毛玻璃的效果）。所以这种技术其实也没有像样的商业应用。

　　介于这两中技术之间的一种技术就是染料敏化光伏组件，类似的，发电量也居于以上两种技术之间。效果大概是这样的：太阳能电池板像纸一样薄。再补一句，染料敏化电池可以有各种颜色，不过没有无色的（手动耸肩），在工作原理上，实际上就与其它便携式USB充电器相同。当用户需要给手机充电时，只需将手机连接线的另一端插入到Solar Paper之中，这样就可以对手机进行充电了。与其它充电设备不同的是，Solar Paper本身主要是由无限的经济型太阳能供电。Solar Paper非常薄，薄如纸片，堪称消费者市场上效率最高的太阳能电池板。据称，这款太阳能电池板能够在两小时内将iPhone充满电。（这与插墙式充电器所需的时长差不多。）如果用户将Solar Paper移到阴影处，那么，该设备就会停止充电了。Solar Paper还配置了自动重启功能，这就意味着，一旦用户将该设备重新放置到光亮处之后，其充电模式就会自动重启。每个电池板能够产生2.5瓦的电量，因此，承载5瓦电量的iPhone手机就需要两个Solar Paper进行充电。各块电池板可以像磁铁那样吸附在一起，这样，吸附在一起的电池板越多，产生的电量也就越多。例如，包括iPad在内的诸多平板电脑充满的电量约为10瓦，因此，在对iPad进行充电时，就需要4块Solar Paper电池板。

事实上，用户在使用时，并不需要到室外，当然得要有明亮的太阳光。一段展示视频表明，用户甚至可以飞行机舱的窗户旁边让Solar Paper工作。毫无疑问，对长途旅行者、野营者及其他户外探险者最为有用。用户如果开启手机的拍照和GPS定位模式，那么此时的耗电量会非常大，而且耗电也非常快。这些用户如果迷路或者需要拨打紧急救助电话时，肯定不希望电池没电，因此，带上电池板肯定会解决大问题。每个电池板的角落处都有插孔，因此用户就可以将太阳能充电器挂在背包上，从而在行走中对这些太阳能充电器进行充电。任何通过USB进行充电的设备都可以使用Solar Paper来充电。亚马逊的一些评论人士表示，他们已经利用Solar Paper对手机和平板电脑进行充电，除此之外，他们还利用Solar Paper对Kindle和GoPro等设备进行充电。

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