太陽能電池的常見類型有哪些？其特性分析

太陽能板有哪幾種類型呢?三種不同類型的太陽能電池板分別是單晶硅太陽能板、多晶硅太陽能板和薄膜(非晶硅)太陽能電池板。每種類型的太陽能電池都是以獨(dú)特的方式制造的，具有不同的美學(xué)外觀。

目前市場(chǎng)上主流光伏產(chǎn)品是晶體硅太陽能電池，也是應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，其原材料是高純度硅。每生產(chǎn)1兆瓦晶體硅電池需要17噸高純度硅。硅是地球上儲(chǔ)量第二的化學(xué)元素，作為半導(dǎo)體材料，人們對(duì)它研究得最多、技術(shù)最成熟，而且晶硅性能穩(wěn)定、無毒，因此成為太陽電池研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中的主體材料。但高純度多晶硅在我國(guó)卻十分短缺，絕大部分需要依賴進(jìn)口。高純度硅在石英中提取，以單晶硅為例，提煉要經(jīng)過以下過程：石英砂一冶金級(jí)硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。事實(shí)上，我國(guó)每年都從石英石中提取大量的工業(yè)硅，以1美元/公斤的價(jià)格出口到德國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)，而這些國(guó)家把工業(yè)硅加工成高純度的晶體硅材料，以46-80美元/公斤的價(jià)格賣給我國(guó)的太陽能企業(yè)。

單晶硅太陽能電池板是最早出現(xiàn)的太陽能電池板，也是最發(fā)達(dá)的，有較成熟的工藝。這些單晶硅太陽能電池板是由大約40個(gè)單晶硅制成。這些太陽能電池是由純硅制成的。在制造過程中，硅晶體被放置在一個(gè)熔融硅的大桶中。然后，晶體被非常緩慢地拉出大桶，讓熔化的硅在它周圍形成一個(gè)固體晶體外殼，稱為硅錠。然后，硅錠被切成薄薄的硅片。硅片被制成電池，然后電池被組裝在一起，形成一個(gè)太陽能電池板。單晶太陽能電池板表面呈現(xiàn)藍(lán)色，四個(gè)角導(dǎo)角缺失，轉(zhuǎn)化效率通常在18-24%左右。

多晶硅太陽能電池板是最近幾年才發(fā)展起來的，但它們?cè)谄占昂托史矫嬲谘杆偕仙?。就像單晶硅太陽能電池板一樣，多晶硅電池也是由硅制成的。但多晶體電池是由硅晶體的碎片融化在一起制成的。在制造過程中，硅晶體被放置在一個(gè)熔融硅的大桶中。這個(gè)晶體不是慢慢拉出來，而是讓它碎裂，然后冷卻。然后，一旦新的晶體在其模具中冷卻，碎裂的硅被薄薄地切成多晶體太陽能硅片。這些硅片被組裝在一起，形成一個(gè)多晶硅板。多晶硅太陽能電池板也是呈現(xiàn)藍(lán)色，但是它在一定光線照射下，會(huì)呈現(xiàn)多彩的顏色，轉(zhuǎn)化效率在14-18%左右。

薄膜太陽能電池板是太陽能電池板行業(yè)的一個(gè)極新發(fā)展。薄膜電池板最突出的特點(diǎn)是，它們并不總是由硅制成的。它們可以由各種材料制成，包括碲化鎘(CdTe)，非晶硅(a-Si)和銅銦鎵硒(CIGS)。他們最大的特點(diǎn)相比于晶硅太陽能板，他的柔性強(qiáng)度很大，但是其轉(zhuǎn)化效率只有7-14%，外觀也是非常容易區(qū)分的。相對(duì)于其他太陽能板，他的價(jià)格是最高的，可能還是由于他的制作年限比較短，工藝沒有多晶硅和單晶硅那么成熟。

.聚合物多層修飾電極型太陽能電池，用聚合物代替太陽能電池中的無機(jī)材料是太陽能電池制造中剛剛開始的研究方向。原理是利用不同氧化還原聚合物的不同氧化還原電勢(shì)在導(dǎo)電材料(電極)的表面上進(jìn)行多層復(fù)合，以制成類似于無機(jī)p-N結(jié)的單向?qū)щ娖骷?。一個(gè)電極的內(nèi)層被還原電位較低的聚合物改性，外層聚合物的還原電位較高，電子的傳遞方向只能從內(nèi)層傳遞到外層。另一個(gè)電極的修飾恰好相反，第一個(gè)電極在每個(gè)電極上的兩種聚合物的還原電位高于后兩種聚合物的還原電位。當(dāng)將兩個(gè)修飾的電極放置在包含光敏劑的電解波中時(shí)。在光敏劑吸收光之后出現(xiàn)的電子被轉(zhuǎn)移到還原電位較低的電極上。還原電位較低的電極上積累的電子不能轉(zhuǎn)移到外部聚合物，只能通過外部電路通過還原電位較高的電極返回到電解狀態(tài)。因此在外部電路中會(huì)出現(xiàn)光電流。

納米晶化學(xué)太陽能電池，在太陽能電池中，硅基太陽能電池?zé)o疑是最成熟的，但是由于成本高昂，它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大規(guī)模推廣和應(yīng)用的要求。因此，人們一直在不斷地探索技術(shù)，新材料和電池薄化技術(shù)。其中，新開發(fā)的納米TIO2晶體化學(xué)能太陽能電池引起了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的關(guān)注。自瑞士的Gratzel教授成功開發(fā)了納米TIO2化學(xué)太陽能電池以來，一些國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)也在這一領(lǐng)域進(jìn)行研究。納米晶化學(xué)太陽能電池(簡(jiǎn)稱NpC電池)是由一種在帶隙中改性并組裝在另一種大帶隙半導(dǎo)體材料上的半導(dǎo)體材料形成的。窄帶隙半導(dǎo)體材料使用有機(jī)化合物，例如過渡金屬Ru和Os。敏化染料和大能隙半導(dǎo)體材料是納米多晶TiO2，并制成電極。此外，NpC電池還使用適當(dāng)?shù)难趸€原電解質(zhì)。