太阳能电池分类及其原理
太阳能电池是通过光电效应或光化学效应直接把光能转化成电能的装置。在太阳能电池中，硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于材料与生产成本居高不下，因此很难大规模推广、应用。随着新材料的不断开发和相关技术的发展，多种以硅为基础的硅系太阳能电池相继出现，提高和完善晶体硅太阳能电池的性能。1太阳能电池的分类11单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是硅系太阳能电池中发展最快、技术最成熟、产量最高的一种电池。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度达到99999。目前，单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率已达25％，而规模生产的单晶硅太阳能电池其效率为15％。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成熟的加工处理工艺的基础上。单晶硅具有完整的金刚石结构，通过掺杂得到N、P型单晶硅，进而制备出PN结，从而使硅材料有了真正的用途实现光电转换，制成太阳能电池。12多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池是兼具单晶硅电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池。多晶硅太阳能电池的实验室最高转换效率为204％，工业规模生产的转换效率为12％～14％，稍低于单晶硅太阳能电池但高于非晶硅太阳能电池。目前，太阳能多晶硅主要有三个来源，一是半导体多晶硅的碎片，二是半导体多晶硅的副产品，三是半导体多晶硅厂商用多余的产能生产的太阳能多晶硅。因此，多晶硅太阳能电池具有成本低，制备简单的特点，并且多晶硅工艺能与传统的硅工艺技术相容，在一些场合已成为单晶硅的替代品，只是多晶硅太阳能电池具有宽阔的发展空间。13非晶硅太阳能电池非晶硅太阳电池是一种新兴的太阳电池，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，目前国际先进水平为10左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。因此，非晶硅太阳能电池还需要进一步的研究和完善。2单晶硅太阳能电池的原理单晶硅太阳能电池是利用光电效应产生电流的一种装置。我们对单晶硅进行掺杂、扩散等处理，使单晶硅内产生空穴电子对，在单晶硅片上形成半导体PN结。当太阳光照在半导体PN结上，PN吸收光，形成新的空穴电子对，在PN结内建电场电场的作用下，光生空穴由P区流向N区，光生电子由N区流向r