太陽能電池如何發電?30秒讀懂太陽能汽車未來!

2020-12-04 貓視汽車

太陽能電池是太陽能汽車的重要部件，也是決定太陽能汽車成為新能源汽車主流的關鍵，那麼太陽能電池是怎麼定義的？你對太陽能電池歷史知道多少？太陽能電池應用難在哪？貓哥為你展開深入分析：

1、太陽能電池是什麼？

太陽能電池又稱太陽能晶片，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，它只要滿足一定照度條件下的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有迴路的情況下產生電流，物理學上成為太陽能光伏，當前以光電效應工作的晶矽太陽能電池為主流，以光化學效應工作的的薄膜太陽能電池尚處萌芽階段。

2、太陽能電池歷史知多少？

太陽能電池歷史最早可追溯到法國物理學家A.E.Becquere於1839年首次發現光生伏特效應，隨後光伏一詞也在1849年出現英文詞典之中；最終在1883年由Charles Fritts成功研製第一塊太陽能電池（本文屬於原創，貓視汽車首發，轉載請註明）；

到1930年代，光生電力原理被廣泛應用在照相機曝光領域，Russell Ohl則在1946年申請了現代太陽能電池專利，到1950年代，美國貝爾實驗室推出半導體太陽能電池，終於開啟太陽能電池商用時代；

1958年，美國發射人造衛星利用太陽能電池作為能量來源，1973年能源危機後，太陽能電池民用和商用步伐加快；1983年，美國加州建立世界最大的太陽能發電廠，其發電量高達16百萬伏特；1994年，日本推出「市電並聯型太陽光電能系統」；2009年，中國財政部擬定太陽能光電計劃。

3、太陽能電池如何發電？

太陽能電池由電池片、EVA、矽膠、背板、接線盒、鋼化玻璃和鋁合金邊框七個部分組成，是一種可以將能量轉換的光電元件，其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的，當太陽光照射時，光能將矽原子中的電子激發出來，而產生電子和空穴的對流，這些電子和空穴均會受到內建電位的影響，分別被N型及P型半導體吸引，而聚集在兩端，此時外部如果用電極連接起來，形成一個迴路，由此形成電流，這就是太陽電池發電的原理。

太陽能電池製作材料以半導體為主，主要有矽、多元化合物、高分子材料和納米晶四大類，當前單晶矽太陽能技術最為成熟，但是由於單晶矽成本價格高，會逐步被多晶矽薄膜太陽能電池取代，納米晶太陽能電池正逐步走入人們的視野。

4、太陽能汽車未來在哪？

太陽能汽車是太陽能電池重要應用領域，它能解決汽車燃油汙染和汽車能源緊缺的問題，但是太陽能汽車還有一些亟待解決的技術問題，具體如下（本文屬於原創，貓視汽車首發，轉載請註明）：

首先，針對矽太陽能電池成本高的問題，需要研發更低原材料成本的太陽能電池，如多元化合物、高分子材料以及納米晶材料等；

其次，針對光電轉化效率低的問題，需要加快在電池材料厚度、電池製程、電池表面處理和太陽光板角度等技術研發；

再者，太陽能電池將光能轉化電能，多為直流電，因此需要解決直留電轉化為交流電，方可用於汽車驅動的問題；太陽能電池本身為發電設備，又受限於天氣因素，本身不具備儲電功能，如與鉛蓄電池聯合使用，則會存在重量瘦身的問題；

總結

太陽能電池是一種利用太陽光直接發電的半導體薄片，其技術原理為光電效應，它的製作材料以半導體為主，分為矽、多元化合物、高分子材料和納米晶四大類；太陽能電池在太陽能汽車領域應用，急需解決低成本製作材料研發、太陽能轉化電能效率提升以及太陽能用蓄技術研發三個問題（本文屬於原創，貓視汽車首發，轉載請註明）。

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