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摘要：本当今社会的发展速度越来越快，对能源的消耗也越来越多，大量能源消耗对环境的污染逐渐加重，为了缓解这一问题，人们找到了一种新的能源，就是太阳能，人们将这种能源通过太阳能电池将其聚集起来，为人们的生产生活带来了极大的方便。本文主要对太阳能电池的一些工作原理，自身特点、种类和以后的发展情况进行了简单的介绍。
关键词：太阳能电池；光伏效应；薄膜电池
一、太阳能电池简介
所谓的太阳能电池就是能够将太阳的辐射能聚集起来，跟其他的普通电池一样，为人们的生产和生活提供所需的能量。这种电池的制造技术与普通的电池有很大的差别，它最主要的核心部分利用的是可释放电子的半导体。制作这种半导体的材料选用的是硅，这种物质在地下的储存量是非常大的，不用担心资源不够的情况。
太阳能电池能够发电或者为人们提供能量的原理就是：太阳光照射到这些半导体上面，其内部的一些部件被收到光的刺激，在半导体内部会产生很多不平衡的电子空穴对，这些电子经过自由的碰撞或者相互符合，从而产生电能。在半导体内部通过一些列的作用产生一定的电能，当接通外界的电路后，就可以将所储存的电能输出来，然后将更多的太阳能电池运用串联的方式结合在一起，构成一个大的整体，就会在太阳光照射的作用下为人们输出功率很大的电能，满足人们生产和生活的要求。
二、太阳能电池技术优势
太阳能电池是一种新型的产能设备，它具有很多的优势：这种电池产生能量所需要的太阳光是一种免费的燃料；构成整体的各个部件不会被磨损或者毁坏；整个系统维护起来不需要大量的人力物理和财力；另外对于这种设备的安装是很方便的，灵活性比较强，不受时间、空间等因素的影响；最重要的是利用这种设备来产生能量，不会产生大的噪音、产能过程中释放的物质无毒无害，也不会对环境造成破坏等。
三、太阳能电池发展的意义
太阳能电池作为一种环保高效的产能设备，其发展空间是非常大的，并且具有一定的现实意义。这种设备的大量使用，可以改善一次能源的消耗对环境造成的破坏，保护气候，改善人类的生存环境；这种设备本身比较轻便，占地面积小，很大程度上节省了空间；生产太阳能电池已经形成了产业化，为人们提供了大量的就业机会；太阳能电池可以充分利用太阳光来产能，可以输出巨大功率的电能，为城市和农村居民生活和生产用电提供了巨大的帮助；最后一点为我国是世界是最大的发展中国家，人口多、能源少，要想快速的发展经济，提高人们生活水平质量，最主要的还是要靠太阳能电池来提供足够的能源。
四、各类太阳能电池简介
1、硅太阳能电池
太阳能电池最主要的应用材料就是晶体硅，运用这种材料制作出来的电池设备有分为两种类型，一种是但晶体的，一种是多晶体的。在这两种类型当中，单晶体电池对太阳能的利用率是最高的，而且在制作技术上也是非常成熟的。自从一九五四年在贝尔实验室制作成功的百分之六的光电效率电池以后，随着集成电路的快速发展，单晶体太阳能电池不论是在制作工艺还是在应用范围上都得到了巨大的发展，这种类型的电池一直是市场上的主力军。
相对与单晶体电池来说，多晶硅电池在制作成本和材料花费上面都是比较少的，正是由于资金投入少的原因，使它成为了世界是很多国家主要开发的对象。通过长时间的研究与探索，在对多晶硅电池的发展方面有了很大的发展，制作出来的电池技术更成熟，效率更高，成本更低。
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2、以无机盐如砷化镓等Ⅲ一V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池
由于单晶硅电池成本高，技术要求严格等原因，人们在不断的寻找它的替代品，出来提到的多晶硅电池和非晶硅薄膜太阳能电池外，通过不断的探索与实践，又开发出来一些新材料的太阳能电池，主要包括砷化镓等Ⅲ一V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。这些电池与最早研制出来的集中电池在效率上有所提高，成本又有所下降，并且进行大规模的生产，但是有一些缺点就是这些新型的太阳能电池本身具有毒性，对环境会造成一定的破坏。因此，虽然这些电池有一定的好处，但并非可以当作单晶硅电池的最佳替代品。
3、纳米晶太阳能电池
最新研制出来的纳米二氧化硅晶体化学能电池是一种更加新型的电池设备，它所具有的优势就是生产成本低，制作工艺简单而且还有很好的稳定性。一般情况下它的光电效率维持在百分之十以上，在成本上的花费仅为硅体电池的五分之一到十分之一之间，在使用年限上可以达到二十年之久甚至更长。对这种电池设备的开发和研制目前还处在一个初级的阶段，按照它所拥有的优势和良好的性能来看，未来会有很大的发展前景。
4、有机半导体太阳能电池
用有机聚合物来替代无机材料也是一种刚刚出现的新技术。主要原因是因为有机材料具有很好的柔软性，制作起来比较方便，制作过程中所需的材料来源非常广泛，而且成本也不是很高，用于大量生产并为人们提供廉价的能源具有非常现实的意义。由于这种技术也是才刚刚兴起，对这种电池设备的性能以及使用寿命方面的研究还不是很完善，所以还需要更加深入的研究和探索。
5、硅薄膜电池
薄膜光伏电池是一种将薄膜厚度制作的非常薄的电池制品，一般情况下其薄膜厚度在二到三微米之间，主要包括的产品种类有硅薄膜型、化合物半导体薄膜型、 III- V族、磷化锌及新材料薄膜型电池等。
多晶硅电池与单晶硅电池相比不论从制作工艺还是成本上面都有很大的优势，而且这种电池制品比起非晶硅薄膜电池制品有具有很高的效率，通过在实验室实际研究发现，这种电池的最高转化率在百分之十八左右，投入工厂制作的转化率也在百分之十左右。根据多晶硅电池制品的各种优势和性能，在未来的太阳能电池市场上有望成为主导产品。
非晶硅薄膜太阳能电池虽然说也具有一定的优势，但是收到其自身效率低，稳定性差的原因从而影响了在实际情况中的应用。如果能够在技术上有所提高，弥补其自身存在的一些缺陷，那么也有可能成为未来太阳能电池发展的一个主要方向。
五、太阳能电池技术发展及应用趋势
现如今，太阳能电池已经发展到了第二代。第一代的电池制品主要包括单晶硅和多晶硅，在工业上的生产效率一般情况下保持在百分之十三到十五之间，虽然现在已经发展到了第二代，但是在工厂化生产以及市场利用率和利润收入方面却是第一代产品占据主导地位。对第二代电池制品，都是采用的薄膜制品，主要的优势就是可以可以很大程度上增加电池板的制造面积，但是产能效率却比第一代要稍微差一些，因为成本低，所以现在世界很多国家都在着力的对其进行投资开发。现在人们正在考虑对太阳能电池进行第三代的改进，这一类型的电池所要达到的目标就是要将前两代的电池优势结合到一起，从而生产出效率高，生产材料来源丰富，成本低并且还无毒无害的新型太阳能电池制品。
六、结语
太阳能电池制品已经成为当前我国能源生产的主要设备，它不仅可以最大程度的利用太阳能，为人们的生产生活提供足够的能源需求，还可以降低一次能源的消耗，减少对环境和气候的危害，为我国经济的发展做出突出的贡献。
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论文作者:祁嘉铭
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/18
标签：太阳能电池论文; 电池论文; 薄膜论文; 材料论文; 电能论文; 设备论文; 能源论文; 《基层建设》2016年13期论文;