由于太陽能取之不盡，用之不竭，并且無污染，所以太陽能受到了人們的喜愛，越來越多人選擇使用太陽能夠，并且隨著人們對環境的重視，無污染能源是可以說是首選的能源。下面，就來為大家介紹一下太陽能電池的分類、原理、歷史以及優點。

太陽能電池的分類

1、單晶硅太陽能電池

單晶硅太陽能電池的結構主要包括正面梳狀電極、減反射膜、N型層、PN結、P型層、背面電極等。單晶硅太陽能電池廣泛用于空間和地面，這種太陽能電池以高純的單晶硅棒為原料。將單晶硅棒切成片，經過一系列的半導體工藝形成PN結。然后采用絲網印刷法做成柵線，經過燒結工藝制成背電極，單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片即可按所需要的規格用串聯和并聯的方法組裝成太陽能電池組件（太陽能電池板），構成一定的輸出電壓和電流。最后用框架進行封裝，將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池陣列。目前單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，實驗室成果也有20%以上的。

2、多晶硅太陽能電池

多晶硅薄膜太陽電池是將多晶硅薄膜生長在低成本的襯底材料上，用相對薄的晶體硅層作為太陽電池的激活層，不僅保持了晶體硅太陽電池的高性能和穩定性，而且材料的用量大幅度下降，明顯地降低了電池成本。多晶硅薄膜太陽電池的工作原理與其它太陽電池一樣，是基于太陽光與半導體材料的作用而形成光伏效應。

太陽能電池使用的多晶硅材料多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅料和冶金級硅材料熔化，然后注入石墨鑄模中，即得多晶硅錠。這種硅錠鑄成立方體，以便切片加工成方形電池片。多晶硅太陽能電池板的制作工藝與單晶硅太陽能電池板差不多，其光電轉換效率約12%左右，稍低于單晶硅太陽能電池，但是材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。

3、非晶硅太陽能電池

非晶硅太陽能電池由透明氧化物薄膜（TCO）層、非晶硅薄膜P-I-N層（I層為本征吸收層）、背電極金屬薄膜層組成，基底可以是鋁合金、不銹鋼、特種塑料等。它與單晶硅和多晶硅太陽能電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低。制造方法有多種，最常見的是用輝光放電法得到N型或P型的非晶硅膜。襯底材料一般用玻璃或不銹鋼板。非晶硅太陽能電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，可一次制作多個串聯電池，以獲得較高的電壓。目前非晶硅太陽能電池光電轉換效率偏低，國際先進水平為10%左右。

4、多元化合物太陽能電池

硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，在廣泛深入的應用研究基礎上，國際上許多國家的碲化鎘薄膜太陽電池已由實驗室研究階段開始走向規模工業化生產。

（1）、硫化鎘太陽能電池：雖然光電效率已提高到9%，但是仍無法與多晶硅太陽能電池競爭。與非晶硅薄膜電池相比，制造工藝比較簡單。

（2）、砷化鎵太陽能電池：砷化鎵與太陽光譜的匹配較適合，且能耐高溫，在250℃的條件下，光電轉換性能仍很良好，其最高光電轉換效率約30%，特別適合做高溫聚光太陽能電池。由于鎵比較稀缺，砷有毒，制造成本高，此種太陽能電池的發展受到影響。

（3）、銅銦硒太陽能電池：以銅、銦、硒三元化合物半導體為基本材料制成的太陽能電池。它是一種多晶薄膜結構，材料消耗少，成本低，性能穩定，光電轉換效率在10%以上。因此是一種可與非晶硅薄膜太陽能電池相競爭的新型太陽能電池。

5、納米晶體化學太陽能電池

染料敏化納米晶體太陽能電池（DSSCs）主要包括鍍有透明導電膜的玻璃基底，染料敏化的半導體材料、對電極以及電解質等幾部分。其陽極為染料敏化半導體薄膜（TiO2膜），陰極為鍍鉑的導電玻璃。納米晶體TiO2太陽能電池的優點在于它廉價的成本和簡單的工藝及穩定的性能。其光電效率穩定在10%以上，制作成本僅為硅太陽電池的1/5——1/10，。壽命能達到20年以上。

6、疊層太陽能電池

疊層電池使得電池的性能可以得到疊加。太陽能電池的薄層化使其可以做得更薄，因此器件的疊層也變得更為現實可行。疊層電池可以是同種器件的疊層，也可以是異類器件的疊層。每一個疊層單元，由于感光部分的光響應性能不同，可分別吸收利用不同波段的太陽光。經過疊層，太陽光可以在全波段上都受到較好的吸收；同時由于器件之間的耦合效應，整體的光能轉換效率可以達到更高水平。

7、柔性太陽能電池

柔性太陽能電池板采用高晶硅材料制成，并用高強度、透光性能強的太陽能專用鋼化玻璃以及高性能、耐紫外線輻射的專用密封材料層壓制而成，有能抗冰雪、抗震、防壓等多種優點，即使在溫度劇變的惡劣條件下也能正常使用，。所以柔性電池能用在平板類太陽能電池難以勝任的許多領域，例如太陽能汽車、飛機、飛艇、建筑、紡織品、帳篷、服裝、頭盔，玩具等特殊曲面上。

太陽能電池的分類、原理、歷史以及優點

太陽能電池的原理

1、光—熱—電轉換方式

光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣，太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5——10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20——25億美元，平均1千瓦的投資為2000——2500美元。因此，目前只能小規模地應用于特殊的場合，而大規模利用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或特種相競爭。

2、光—電直接轉換方式

光—電直接轉換方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點。太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其他電源無法比擬的。

太陽能電池的歷史

1、1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時，電流會加強，從而發現了“光生伏打效應”；2、1930年，朗格首次提出用“光伏效應”制造“太陽能電池”，使太陽能變成電能；3、1932年，奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽能電池；4、1941年，奧爾在硅上發現光伏效應；

5、1954年5月，美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池。同年，威克爾首次發現了砷化鎵有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了太陽能電池。太陽光能轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生并發展起來。

6、1954年，美國貝爾實驗室美國貝爾實驗室制成的第一批太陽電池。

太陽能電池的優點

1、太陽能資源取之不盡，用之不竭。

2、綠色環保。光伏發電本身不需要燃料，沒有二氧化碳的排放，不污染空氣。不產生噪音。

3、應用范圍廣。只要能獲得光照的地方就可以使用太陽能發電系統，它不受地域、海拔等因素制約。

4、無機械轉動部件，操作、維護簡單，運行穩定可靠。一套光伏系統只要有太陽，電池組件就會發電，加之現在均采用自動控制數，基本不用人工操作。

5、太陽電池生產材料豐富：硅材料儲量豐富，地殼豐度在氧元素之后，列第二位，達到26%之多。

6、使用壽命長。晶體硅太陽能電池壽命可長達20——35年。在光伏發電系統中，只要設計合理、選型適當，蓄電池的壽命也可長達10年。

7、太陽電池組件結構簡單，體積小且輕，便于運輸和安裝，建設周期短。

8、系統組合容易。若干太陽電池組件和蓄電池單體組合成為系統的太陽電池方陣和蓄電池組；逆變器、控制器也可以集成。系統可大可小，極易擴容。

9、能量回收期短，大約0.8-3.0年；能量增值效應明顯，大約8-30倍。