太阳能电池有哪些类型

光电效应原理

光子穿透至PN结附近，能量被电子吸收。若光子能量大于电子的逸出功，电子摆脱束缚成为自由电子，同时产生一个带正电的空穴。

PN结具有由N指向P的电场，电子向N运动，空穴向P运动。表面电极为负，背电极为正。当与外负载连接时形成电流。

太阳能电池类型

1、单晶硅硅电池

v所谓单晶，指的是太阳能电池内的硅原子结晶非常完整，由单一的结晶构成电池的细胞元。

v由于完整的结晶，自由电子和空穴在内部的移动不会受到阻碍，不容易发生自由电子与空穴复合的情况，所以单晶硅电池效率高。

v由于完整的结晶，硅原子之间的化学键非常坚固，不容易因为紫外线破坏化学键而产生悬浮键，悬浮键会阻碍自由电子的移动，甚至捕捉自由电子，造成电流下降。所以单晶硅电池光电转换效率不易随时间衰退。

v硅在自然界含量丰富，如沙子、硅石、二氧化硅等，但沙子杂质较多，去除杂质成本较高。

v原料通常选择杂质含量较低（10%以下）的石英。

v第一步是去除杂质，石英经多道程序后得SiHCl3（三氯氢硅），经气相沉积（时间成本大）得到纯硅，对纯硅加以熔化，再冷却使得硅原子慢慢结晶。冷凝过程中加入硼可以得到P型半导体。冷凝完成后用钻石锯切片（此过程浪费材料），完成后在P型半导体表面覆盖磷并加热使磷扩散到P型半导体中，原来的P型半导体上层形成N型半导体，形成PN结。

v制造过程花费成本高，所以单晶硅价格昂贵。

2、多晶硅电池

v多晶硅优先考虑成本，其次是效率。

v降低成本方法：

（1）纯化过程没有完全去除杂质；

（2）快速结晶；

（3）避免切片造成的浪费。

v制造工艺不同导致结晶构造不同，多晶硅的结晶颗粒较小，化学键不牢，存在许多悬浮键。v光电转换效率下降，且效率会随着时间衰减。

3、非晶硅电池

v材料选用SiH4（四氢化硅），虽然该材料吸光效果和光导效果很好，但其结晶构造比多晶硅还差。

v存在问题：悬浮键较多，自由电子与空穴复合的速率非常快；结晶构造不规则阻碍电子、空穴移动，使得扩散范围变短。v解决方法：非晶硅电池做的很薄，减少自由电子和空穴复合

v非晶硅电池最大优点成本低，缺点是效率低且随时间衰减。

v广泛使用小功率市场，在发电市场不具竞争力。