光電池板是什麼材料

2020-12-01 電子發燒友

　　太陽能電池板也叫光電池板，是一種利用 太陽能 進行發電的裝置，近年來的發展十分迅速，由於它具有出色的節能效果，因此應用前景十分樂觀。關於太陽能電池板，市面上的產品有很多，但是大部分都是魚龍混雜，因此需要消費者掌握相關專業知識並能夠進行基礎分析，以便可以合理選擇最為合適的一款產品。

　　太陽能電池板介紹

　　太陽能電池板（Solar panel）是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置，大部分太陽能電池板的主要材料為「矽」，但因製作成本很大，以至於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。相對於普通電池和可循環充電電池來說，太陽能電池屬於更 節能環保 的綠色產品。

　　單晶矽太陽能的光電轉換效率最高的達到24%，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的。但是單晶矽太陽能電池的製作成本很大，以致於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。多晶矽太陽能電池從製作成本上來講，比單晶矽太陽能電池要便宜一些，但是多晶矽太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，此外，多晶矽太陽能電池的使用壽命也要比單晶矽太陽能電池短。因此，從性能價格比來講，單晶矽太陽能電池還略好。

　

　　研究者發現有一些化合物半導體材料適於作太陽能光電轉化薄膜。例如CdS，CdTe;Ⅲ-V化合物半導體：GaAs，AIPInP等;用這些半導體製作的薄膜太陽能電池表現出很好光電轉化效率。具有梯度能帶間隙多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜範圍，進而提高光電轉化效率。使薄膜太陽能電池大量實際的應用呈現廣闊的前景。在這些多元的半導體材料中Cu（In，Ga）Se2是一種性能優良太陽光吸收材料。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比矽明顯地高的薄膜太陽能電池，可以達到的光電轉化率為18%.

　　太陽能電池板主要材料有：

　　1、單晶矽

　　單晶矽太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24%，這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但製作成本很大，以致於它還不能被普遍地使用。由於單晶矽一般採用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。

　　2、多晶矽

　　多晶矽太陽電池的製作工藝與單晶矽太陽電池差不多，但是多晶矽太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12%左右。

　　最初原材料是石英砂，問題是需要生產工藝和技術含量掌握在國外的廠家手中。晶體矽材料（包括多晶矽和單晶矽）是最主要的光伏材料，多晶矽材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中，形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。

　　純淨的矽（Si）是從自然界中的石英礦石（主要成分二氧化矽）中提取出來的，提純是高技術含量的工藝。

　　

　　太陽能電池板的材料分類

　　當前，晶體矽材料（包括多晶矽和單晶矽）是最主要的光伏材料，其市場佔有率在90%以上，而且在今後相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶矽材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中，形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。

　　多晶矽的需求主要來自於半導體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用於電子級多晶矽佔55%左右，太陽能級多晶矽佔45%，隨著光伏產業的迅猛發展，太陽能電池對多晶矽需求量的增長速度高於半導體多晶矽的發展，預計到2008年太陽能多晶矽的需求量將超過電子級多晶矽。

　　1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年裡就增長了17倍。專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。

　　晶體矽電池板：多晶矽太陽能電池、單晶矽太陽能電池。

　　非晶矽電池板：薄膜太陽能電池、有機太陽能電池。

　　化學染料電池板：染料敏化太陽能電池。

　　柔性太陽能電池 多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料製成的太陽電池。

　　各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：

　　a）硫化鎘太陽能電池

　　b）砷化鎵太陽能電池

　　c）銅銦硒太陽能電池（新型多元帶隙梯度Cu（In， Ga）Se2薄膜太陽能電池）

　

　　Cu（In， Ga）Se2是一種性能優良太陽光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜範圍，進而提高光電轉化效率。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比矽薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池。可以達到的光電轉化率為18%，而且，此類薄膜太陽能電池到目前為止，未發現有光輻射引致性能衰退效應（SWE），其光電轉化效率比商用的薄膜太陽能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽能電池中屬於世界的最高水平的光電轉化效率。 柔性薄膜太陽能電池是相對於常規太陽能電池來區分的。

　　常規太陽能電池一般是兩層玻璃中間是EVA材料和電池片的結構，這樣的組件重量較重，安裝的時候需要支架，不易移動。

　　柔性薄膜太陽能電池不需要採用玻璃背板和蓋板，重量比雙層玻璃的太陽能電池片組件輕80%，採用pvc背板和ETFE薄膜蓋板的柔性電池片甚至可以任意彎曲，方便攜帶。安裝的時候也不需要特殊的支架，可以方便安裝在屋頂，和帳篷頂上使用。

　　缺點是光電的轉換效率要比常規的晶矽組件低。

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