光伏電池的工作原理

　　太陽能光伏電池（簡稱光伏電池）用于把太陽的光能直接轉化為電能。目前地面光伏系統大量使用的是以硅為基底的硅太陽能電池，可分為單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池。在能量轉換效率和使用壽命等綜合性能方面，單晶硅和多晶硅電池優于非晶硅電池。多晶硅比單晶硅轉換效率低，但價格更便宜。

　　按照應用需求，太陽能電池經過一定的組合，達到一定的額定輸出功率和輸出的電壓的一組光伏電池，叫光伏組件。根據光伏電站大小和規模，由光伏組件可組成各種大小不同的陣列。

　　太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應原理工作的太陽能電池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴--電子對。在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。

　　實現過程：

　　房頂的太陽能板將陽光轉換為DC電流。不間斷電源（UPS）將該DC能源轉換為AC 220V/50Hz。

　　這個電能可以完全用于當地的設備，也可以部分使用，剩余的電能賣給公用事業機構，或全部賣出。強烈建議應防止這一昂貴的設施遭受雷擊。

　　光伏電池類型

　　按結構分類

　　同質結太陽電池，異質結太陽電池，肖特基太陽電池

　　按材料分類

　　硅太陽電池，敏化納米晶太陽電池，有機化合物太陽電池，塑料太陽電池，無機化合物半導體太陽電池

　　按光電轉換機理分類

　　傳統太陽電池，激子太陽電池

　　按品種分類

　　單晶硅光伏電池

　　單晶硅光伏電池是開發較早、轉換率最高和產量較大的一種光伏電池。單晶硅光伏電池轉換效率在我國已經平均達到16.5%，而實驗室記錄的最高轉換效率超過了24.7%。這種光伏電池一般以高純的單晶硅硅棒為原料，純度要求99.9999%。

　　多晶硅光伏電池

　　多晶硅光伏電池是以多晶硅材料為基體的光伏電池。由于多晶硅材料多以澆鑄代替了單晶硅的拉制過程，因而生產時間縮短，制造成本大幅度降低。再加之單晶硅硅棒呈圓柱狀，用此制作的光伏電池也是圓片，因而組成光伏組件后平面利用率較低。與單晶硅光伏電池相比，多晶硅光伏電池就顯得具有一定競爭優勢。

　　非晶硅光伏電池

　　非晶硅光伏電池是用非晶態硅為原料制成的一種新型薄膜電池。非晶態硅是一種不定形晶體結構的半導體。用它制作的光伏電池只有1微米厚度，相當于單晶硅光伏電池的1/300。它的工藝制造過程與單晶硅和多晶硅相比大大簡化， 硅材料消耗少， 單位電耗也降低了很多。

　　銅銦硒光伏電池

　　銅銦硒光伏電池是以銅、銦、硒三元化合物半導體為基本材料，在玻璃或其它廉價襯底上沉積制成的半導體薄膜。由于銅銦硒電池光吸收性能好，所以膜厚只有單晶硅光伏電池的大約l/100。

　　砷化鎵光伏電池

　　砷化鎵光伏電池是一種Ⅲ-V族化合物半導體光伏電池。與硅光伏電池相比，砷化鎵光伏電池光電轉換效率高，硅光伏電池理論效率為23% ，而單結砷化鎵光伏電池的轉換效率已經達到27%；可制成薄膜和超薄型太陽電池，同樣吸收95%的太陽光， 砷化鎵光伏電池只需5-10μm的厚度，而硅光伏電池則需大于150μm。碲化鎘光伏電池碲化鎘是一種化合物半導體，其帶隙最適合于光電能量轉換。用這種半導體做成的光伏電池有很高的理論轉換效率， 已實際獲得的最高轉換效率達到16.5%。碲化鎘光伏電池通常在玻璃襯底上制造，玻璃上第一層為透明電極，其后的薄層分別為硫化鎘、碲化鎘和背電極，其背電極可以是碳槳料，也可以是金屬薄層。碲化鎘的沉積技術方法很多，如電化學沉積法、近空間升華法、近距離蒸氣轉運法、物理氣相沉積法、絲網印刷法和噴涂法等。碲化鎘層的厚度通常為1.5-3um，而碲化鎘對于光的吸收有1.5um的厚度也就足夠了。

　　聚合物光伏電池

　　聚合物光伏電池是利用不同氧化還原型聚合物的不同氧化還原電勢， 在導電材料表面進行多層復合， 制成類似無機P-N結的單向導電裝置。