太阳电池tài yáng diàn chí能将太阳的光能变成电能的转换器件。1955年11月《无线电》第11期：“‘太阳电池’是一种能把太阳辐射出来的能直接变为电流的仪器。” 太阳电池即“太阳能电池”。 太阳电池利用光生伏特效应将太阳光的能量直接转换为电能的固态电子器件。 太阳电池 ☚ 太阳能 太阳房 ☛
太阳电池 太阳电池利用光电转换原理将太阳光能直接转换成电能的办法就是太阳光发电。近年来太阳电池的生产技术和应用领域取得了惊人的进展。
太阳电池是1954年美国贝尔研究所发明的，至今已经历了40多年的发展历史。在70年代以前研制的太阳电池由于成本过高，只用于宇航、灯塔航标、气象遥测站、无线电转播站等特殊场合，自1973年国际石油危机以来，各国为探索有发展前途的石油替代能源，加速了太阳电池的试验和研究工作的步伐，使生产成本大幅度降低。产量也提高了，单晶、多晶和非晶硅电池已初步能够批量生产。其建设成本将接近常规火力发电厂，不仅可以用作偏僻地区的孤立电源，而且将逐渐转向开发商用太阳电池电厂。
太阳能电池的主要利用形式有四类：
(1) 太阳电池用作水泵等电源，供抽水灌溉等；
(2) 白天给蓄电池充电，夜间供路灯照明用电等；
(3) 通过直流变成交流的逆变器供给独立电源系统用电等；
(4) 通过逆变器部分直接供用户，部分并入电网。
太阳电池可归结为单晶硅电池、多晶电池和非晶电池三类。商用单晶硅电池的能量转换效率最高，多晶电池批量生产可能性大，非晶硅电池很容易制造，原料成本最低，如能提高其能量转换效率，将大有发展前途。
(1) 单晶硅电池多由加热炉内熔融结合的圆柱形结晶块切断研磨成电池用组件。这种电池由于光能作用于形成的电子与通路再结合，降低输出电流的现象较少。其最高效率可达11—12%。目前制造一种晶带型组件，有很多优点，从熔融槽直接拉出晶带，可连续生产，比同型单晶切块法效率高两倍，而且可以节约材料，成本较低，矩形电池，比切块的圆形电池，其组件板单位面积电池占有率大大提高了。
(2) 多晶电池系由具有小晶粒的化合物半导体制成。这种电池具有最适宜于太阳光电能转换的能量禁带幅度，此禁带幅度为1.5eV左右，而结晶为1.1eV，因此属于高效率电池。多晶硅电池领先薄膜技术最容易制造，因此可以实现经济批量生产。
(3) 非晶硅电池是一种令人瞩目的新兴的太阳电池。所谓非晶系指原子排列方式不规则的物质。非晶太阳电池具有如下特点：
❶吸光度好，硅薄膜的厚度很薄，消耗原料少 (非晶太阳电池的厚度相当于结晶太阳电池的厚度的1/200以下)。因此，成本可以大大降低。
❷制造工序简单，可以实现大面积化，而且容易实现自动。
❸Si薄膜形成温度很低，耗电量少(非晶薄膜形成温度相当于结晶硅形成温度的1/5以下)。但是，目前非晶太阳电池的转换效率还比较低，不及硅晶体的一半，初期生产的非晶电池效率只有5%(单晶12%，多晶10%)，薄膜形成速度较慢，尚未实现大面积化，还有必要探索能提高镀膜速度最佳催化剂。此外，10年劣化率在15%左右。预计这些问题在较短时间内可以解决，因此人们对它寄以厚望。
太阳电池的开发，特别是非晶硅太阳电池发展很快。“未来的世界是太阳能的世界” 这一口号将成为现实。钱学森对太阳电池的作用曾予以高度评价，他做了一个简单计算，按10%的转换效率计算，全国面积10%覆盖以太阳电池板，一年的能源供应量相当于19.6×109吨标准煤，而我国目前每年产煤量才0.6×109吨。因此他认为，仅此一项新技术就能解决全部能源问题。当然这有待于广大科技工作者解决许多技术问题和经济问题。 ☚ 沼气池 太阳房 ☛ 太阳电池solar cell |