太阳能电池类型

1、太阳能电池简介目前研究的太阳能电池主要有三代：第一代包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；第二代（薄膜太阳能电池）包括非晶硅太阳能电池、铜铟硒薄膜太阳能电池、GaAs太阳能电池、TiO2燃料敏化太阳能电池、微晶硅太阳能电池；第三代主要是量子点（QD）材料太阳能电池。1. 单晶硅太阳能电池实验室的最高的转换效率是24.7%（UNSW，新南威尔士大学），商品化产品的转换效率大概是16-17%。这类太阳能电池的优点是效率高，但成本较高。尽管各种单晶硅太阳能电池转换效率高，但是从成本和原料供应来看，却不能成为候选的太阳能电池，不能获得大规模的应用。2. 多晶硅太阳能电池转换效率大概是12-17%，已

2、经商品化了，并且产品很多。多晶硅太阳能电池比单晶硅太阳能电池在制作成本上大大降低了，因为制备多晶硅材料比制备单晶硅材料要便宜得多。多晶硅与单晶硅材料的区别主要是多晶硅内存在许多晶粒间界，这给多晶硅太阳能电池带来以下三方面的不利影响：a. 晶粒间界处存在势垒，阻碍载流子的通过。b. 晶粒间界作为一种晶体缺陷，起着有效复合中心的作用。c. 在形成PN结的工艺过程中，掺杂的原子会沿着晶粒间界向下择优扩散，形成导电分流路径，增大漏电流。多晶硅材料的缺陷导致了多晶硅太阳能电池转换效率的降低，并且与单晶硅太阳能电池一样不能逾越超大规模应用时硅材料的供应问题。3非晶硅太阳能电池商品化产品的转换效率大概是5-

3、8%，实验室水平是13%左右。非晶硅太阳能电池禁带宽度为1.7ev，大于结晶硅（1.1ev），与太阳光谱匹配较好，可以使用低成本基板在低温下成膜，薄膜厚度在1um以下，大大降低了成本，这些优点使其大受关注。但是目前三叠层非晶硅太阳能电池最高的转换效率只有13%，作为商用化生产的单层电池转换效率更低，只有6%。而且，由于非晶硅材料的不稳定性，使非晶硅太阳能电池的转换效率存在严重的光致衰退效应，这个问题至今没有解决。4铜铟硒（CuInSe2）薄膜太阳能电池国内实验室转换效率大概是7-11%，并且正在商品化。美国可再生能源实验室制备的小面积CuInSe2薄膜太阳能电池的最高光电转换效率为19.2%；

4、日本和德国的相关研制也几乎处于同样水平，都超过了18%，并进行了一定规模的民用产业化生产。电池模块的转换效率已达13%-14%，比其他太阳能电池模块的转换效率都高。这些光电转换效率是在单结CuInSe2薄膜电池上获得的，如果制成多结系统，则将达到50%以上。铜铟硒薄膜太阳能电池既具有较高的光电转换效率，又具有比较低的制作成本，非常有希望在未来获得大规模应用。但是由于铟是稀有贵金属，在一定程度上制约了该类电池的发展。5GaAs太阳能电池砷化镓（GaAs）太阳能电池，其特点是高效率、耐辐照，是重要的宇宙空间用太阳能电池。小面积多结单晶GaAs太阳能电池的最高转换效率已经达到38%，但由于其原材料成

5、本与Si系相比较高，资源量极其有限，这极大限制了它在地面的应用。6TiO2燃料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池原理上的诸多优势：几乎所有染料激发态上的电子可以有效地注入到半导体导带中，减少了电子与空穴复合的机会，有利于提高光电转换效率；此外，不仅原料和制造成本低，而且所用材料对环境影响小。染料敏化太阳能电池的转换效率已经超过10%，实验室水平大概是11%，其实用化研究开发已经开始。染料敏化太阳能电池的主要问题之一是长期稳定性。最近的研究表明，染料敏化太阳能电池组件在60 oC的暗环境下放置不会造成转换效率降低，但是同样的组件在45 oC的光照环境下，经过3400小时转换效率降低了15%。现在，

6、正在开发能在80 oC的条件下具有1000小时热稳定性的染料敏化太阳能电池材料。但是，无论是1000小时还是3400小时，以及目前此类电池所能达到的10%的光电转换效率，都没有显示出大规模应用的迹象。7微晶硅太阳能电池微晶硅太阳能电池可以在接近室温的低温下制备，特别是使用大量氢气稀释的硅烷，可以生成晶粒尺寸10nm的微晶硅薄膜。到上世纪90年代中期，微晶硅的效率已经超过非晶硅，达到10%以上。而且，没有出现光致衰退效应。微晶硅薄膜太阳能电池的微晶硅薄膜厚度一般在2-3 m，现在单结微晶硅薄膜太阳能电池的转换效率在10%左右，还达不到大规模工业化生产的转换效率水平。8量子点（QD）材料太阳能电池量子点（QD）材料太阳能电池主要是应用半导体量子点材料的多重激子效应（MEG）。MEG是指一个光子能激发多个自由电子的效应，如果这些产生出来的自由电子能够在电池中得到利用，那么就将极大提高太阳能电池的效率。目前这种太阳能电池能达到大约30%的转换效率（热力学上的极限光电转换效率是66%）。MEG中，最大的障碍是如何将电子空穴对中的电子与空穴分开，由于电子与空穴带的电荷不同