太阳能电池
太阳能电池 工作温度
太阳能电池工作温度
太阳能电池是一种利用光能转换为电能的装置，其工作温度是
一个重要的参数。
太阳能电池的工作温度范围通常是在-40°C至
85°C之间。
在较低的温度下，太阳能电池的效率可能会下降，因
为低温会影响电池内部的化学反应速率，从而降低电池的输出功率。
另一方面，在高温下，太阳能电池的效率也会受到影响，因为高温
会导致电池内部电阻增加，从而降低电池的性能。
因此，太阳能电
池的工作温度范围是在-40°C至85°C之间，这个范围内太阳能电
池可以正常工作并保持较高的效率。
此外，太阳能电池在不同温度下的工作特性也会有所不同。
在
低温下，太阳能电池的开路电压和短路电流会减小，而在高温下，
开路电压会增加而短路电流会减小。
因此，对于不同的工作温度，
太阳能电池的输出特性也会有所变化。
除了工作温度范围外，太阳能电池的设计和材料选择也会影响
其在不同温度下的性能。
一些高性能的太阳能电池会采用特殊的材
料和结构设计，以提高在不同温度下的工作性能。
因此，在实际应
用中，需要根据具体的工作环境和要求选择合适的太阳能电池类型
和工作温度范围，以确保其性能和稳定性。
太阳能电池关键参数
太阳能电池关键参数
太阳能电池的关键参数包括：
1. 效率：太阳能电池的效率指的是光能被转化成电能的比例。
一般来说，高效率的太阳能电池可以将更多的阳光转化为电能，提高电池的发电能力。
2. 功率：太阳能电池的功率指的是单位时间内产生的电能。
功率越高，电池的发电能力越强。
3. 正常工作温度范围：太阳能电池需要在一定的温度范围内正常工作，过高或过低的温度可能会影响电池的效率和寿命。
4. 额定电压：太阳能电池在标准测试条件下的输出电压。
5. 开路电压：太阳能电池在无负载时的输出电压。
6. 短路电流：太阳能电池在无负载时的输出电流。
7. 最大功率点（MPP）电压和电流：太阳能电池在最大功率
输出时的电压和电流值。
8. 寿命：太阳能电池的寿命指的是其正常工作的时间。
太阳能电池的寿命可以通过衰减速率来衡量，衰减速率越低，电池的寿命就越长。
这些关键参数会直接影响太阳能电池的发电能力和稳定性，对于太阳能发电系统的设计和选择具有重要意义。
太阳能光伏电池工作原理
太阳能光伏电池工作原理太阳能光伏电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置。
它通过光伏效应，将光能转化为电能。
本文将详细介绍太阳能光伏电池的工作原理及相关知识。
1. 光伏效应光伏效应是太阳能光伏电池能够工作的基础。
当光线照射到太阳能光伏电池的表面时，光子能量被吸收并转化为电子能量。
这种转化过程是通过光子将电子从原子中激发出来，使其自由移动而产生的。
2. p-n结构太阳能光伏电池通常采用p-n结构。
p-n结构是由p型半导体与n型半导体相接触所形成的区域。
在这个结构中，p型半导体的电子浓度较低，而n型半导体的电子浓度较高。
当光子被吸收时，会在p-n结区域产生电子-空穴对。
3. 动力位差在光伏电池中，p-n结的两侧形成了电场。
这个电场会产生一个动力位差，使得电子和空穴朝着相反的方向移动。
当光线照射到太阳能光伏电池上时，电子会被推向n型半导体，而空穴则会被推向p型半导体。
4. 电流产生由于电子和空穴的分离，导致了电荷的不平衡。
这个不平衡会导致一个电流的产生，从而使太阳能光伏电池输出电能。
这个电流可以通过连接电路传输，并用于驱动各种电器设备。
5. 光伏电池的结构太阳能光伏电池的结构通常由多个光伏电池单元组成。
每个光伏电池单元都是由p-n结及其他辅助材料构成的。
这种结构可以大大提高太阳能的转化效率，并提供更稳定的电流输出。
6. 太阳辐射和效率太阳辐射是太阳能光伏电池工作的关键因素之一。
不同地区和季节的太阳辐射强度不同，会直接影响光伏电池的发电效率。
一般来说，太阳辐射越强，光伏电池的发电效率越高。
7. 光伏发电系统太阳能光伏电池通常与其他组件组成光伏发电系统。
这些组件包括充电控制器、逆变器和电池组等。
光伏发电系统可以将太阳能转化为可用的电能，并用于各种领域，如家庭供电、农业灌溉和航天技术等。
结论太阳能光伏电池通过光伏效应将太阳能转化为电能。
它的工作原理基于光子将电子从原子中激发出来，并通过p-n结的电场推动电子和空穴的分离和移动。
太阳能电池连接方法
太阳能电池连接方法
太阳能电池的连接方法主要有以下几种：
1.串联连接：这种方式下，多个太阳能电池板被依次连接，形成电池板组
串。
电路的总电压等于各个电池板单元电压之和，适用于长距离传输和低功率负载。
1
2.并联连接：多个太阳能电池板通过并联的方式连接在一起，形成电池板并
联。
电路的总电流等于各个电池板单元电流之和，适用于短距离传输和高功率负载。
在进行连接时，需要注意以下几点：
1.使用合适的连接器和电缆，如MC4插头和铜线，以确保连接的可靠性和安
全性。
2.在连接过程中，应先连接电池端再连接电荷控制器端，并且要注意连接
端子的极性，正极连接正极，负极连接负极。
3.对于不同的应用场景，可能需要使用逆变器或其他设备来转换直流电为
交流电。
具体的连接步骤包括：
1.将太阳能电池板的正极和负极分别连接到电荷控制器的PV电源输入端和电
池输出端口。
2.将太阳能电池板输出线的正极接配电板的正极，负极接负极。
3.如果需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，可以使用
DC-AC逆变器。
太阳能电池原理及特性
1.1 太阳能电池原理1.1.1半导体材料对光的吸收太阳能电池，又叫光伏电池，是一种利用太阳光直接发电的光电器件。
太阳能电池之所以能够把太阳光转化为电能是由于它是利用太阳能光电材料制成的，而太阳能光电材料是一类重要的半导体材料，常温下它的导电性能介于导体与绝缘体之间。
半导体可以是元素，如硅（Si）和锗（Ge），也可以是化合物，如硫化镉（CdS）和砷化镓（GaAs），还可以是合金，如GaxAL1-xAs，其中x为0-1之间的任意数。
许多有机化合物，如蒽也是半导体。
当一束强度为I0的光正交入射到半导体表面时，一部分被半导体表面反射回来，一部分进入半导体被吸收，还有一部分将透过半导体。
在半导体内离前表面距离为x处的光强I(x)由吸收定律决定：I(x) = I0 （1—R）e—αx （3—1）其中α为与波长相关的吸收系数，R为半导体表面的反射率。
在半导体中的吸收过程可以分为本征吸收和非本征吸收两类。
如图3－1所示，位于价带的一个电子，吸收一个能量为hf的光子后越过禁带进入导带，在价带中留下一个空穴，形成了一个电子空穴对。
这种在能带间跃迁并形成载流子的过程称为本征吸收。
这实际上是半导体本身的原子对光子的吸收。
在晶格图象中，硅原子间共价键的一个电子吸收了一个能量为hf的光子后成为自由电子，同时在共价键断裂处留下一个空穴。
图3－1 载流子的本征吸收一个电子吸收一个光子的能量hf并具有能量以跃迁过禁带而进入价带，则被吸收的光子必定要满足：hf≥Eg（3—2）或者：h c/ λ≥Eg（3—3）硅的禁带宽度Eg = 1.119eV，因此硅材料可以本征吸收的光波波长应小于1.109nm。
与本征吸收对应的是非本征吸收，非本征吸收包括激子吸收、自由载流子吸收、杂质吸收和晶格振动吸收等。
激子吸收指价带中的电子吸收一个能量为hf∠Eg 的光子而离开价带，但却无法进入导带成为自由电子。
该电子实际上还和空穴保持着库仑力的相互作用，形成一个新的电中性系统，称为激子。
太阳能电池的定义
太阳能电池的定义
太阳能电池，也称为光伏电池，是一种能够将太阳能直接转换为电能的设备。
它利用光电效应原理，将太阳光中的光子能量转化为电子能量，最终产生电流。
太阳能电池通常由多个薄片或膜层组成，其中包含半导体材料如硅。
当太阳光照射到太阳能电池表面时，光子与半导体材料相互作用，将电子从半导体的价带中激发到导带中，形成电流。
这种电流可以直接供电使用，或者储存在电池中供以后使用。
太阳能电池广泛应用于太阳能发电系统、太阳能灯具、太阳能充电器等领域。
太阳能电池简介
太阳能电池市场状况及趋势
谢谢
+4 +5
+4
+4
掺杂浓度远大于半导体中载流子浓度，所以，自由电 子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子 （多子），空穴称为少数载流子（少子）。
太阳能电池的结构与工作原理
二、P 型半导体
在硅晶体中掺入少量的三价元 素，如硼，晶体点阵中的某些 半导体原子被杂质取代，硼原 子的最外层有三个价电子，与 相邻的半导体原子形成共价键 时，产生一个空穴。这个空穴 可能吸引束缚电子来填补，使 得硼原子成为不能移动的带负 电的离子。由于硼原子接受电 子，所以称为受主原子。
海洋气象监测标
风云三号气象卫星的太阳能电池
太阳能电池的应用
家庭灯具电源 如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、 黑光灯、割胶灯、节能灯等。
太阳能电池的应用
光伏电站 10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各 种大型停车厂充电站等。
太阳能电池市场状况及趋势
太阳能电池的市场状况：
N 型半导体
P 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。 但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。
太阳能电池的结构与工作原理
PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的 交界面处就形成了PN 结。
多子扩散
而漂移使空间电荷区 变薄 漂移运动 内电场E N型半导体
空穴
+4 +3 +4 +4
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
太阳能电池的结构与工作原理
杂质半导体的示意表示法：
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － －
太阳能电池
……
硅太阳能电池原理与结构
半导体的光电效应
半导体主要结构
正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原 子旁边的四个电子
P（positive）型半导体
硅晶体中掺入其他的杂质，如硼，当掺入 硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴
正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的 硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴，这个 空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和
N（negative）型半导体
硅晶体中掺入其他的杂质，如磷，当掺入 磷时，因为磷原子有五个电子，所以就会 有一个电子变得非常活跃
黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子
PN结
N型半导体（含较多的电子） P型半导体（含较多的空穴） P型和N型半导体结合在一起时，就会在接 触面形成电势差，这就是PN结
太阳能电池
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再 生能源。也是清洁能源，不产生任何的 环境污染。
在太阳能的有效利用当中，大阳能光电利 用是近些年来发展最快，最具活力的研究 领域，是其中最受瞩目的项目之一。
太阳能电池分类
1.硅太阳能电池 2.多晶体薄膜电池 3.多元化合物薄膜太阳能电池 4.纳米晶太阳能电池 5.塑料太阳能电池
自制过程
1．用伏特表测量选好的3DDl5型三极管的 基极(b)和集电极(C)之间的电压，正、反向 各测一次；用毫安表测量三极管基极和集 电极之间的短路电流。记录测量结果。 2．将三极管的金属外壳撬掉，重复步骤1 的过程。记录测量结果。 3．将撬掉金属外壳的三极管置于强烈的阳 光下照射，同时重复步骤1的过程。记录测 量结果
太阳能电池存在的问题
太阳能电池存在的问题
尽管太阳能电池是一种环保、可再生的能源，但仍然存在一些问题：
1. 昂贵的成本：太阳能电池的制造成本相对较高，使得其价格较高，限制了其普及程度。
2. 依赖天气条件：太阳能电池需要阳光才能产生电能，因此在阴雨天或夜晚效能较低，需要其
他能源作为补充。
3. 大面积需求：太阳能电池的能量转化效率相对较低，需要大面积的太阳能电池板才能满足大
规模电力需求。
4. 能量储存问题：太阳能电池产生的电能往往不能直接用于供电，需要进行储存或转换。
目前
常用的储能技术仍然存在一些问题，如储能成本高、能量密度低等。
5. 稳定性和耐久性问题：太阳能电池板在长时间使用后效能会逐渐下降，需要定期维护和更换，增加了维护成本。
6. 环境污染：太阳能电池的制造过程中使用的某些化学物质可能对环境造成污染，如铅、硫酸等。
尽管存在这些问题，太阳能电池作为一种可再生能源仍然具有很高的发展潜力，可以在改善相
关技术和降低成本的基础上更广泛地应用。
太阳能电池知识
太阳能电池原理，很基础的东西，值得一看啊一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.●PN 结合型太阳能电池太阳能电池是由P 型半导体和N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子,当P 型和N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往P 型区移动,带负电子的电子往N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..(2)太阳能电池种类※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料.化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用. ※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.(3)多晶硅太阳能电池的制造方法(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率※标准测试状态由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为25 度,太阳能辐射强度为1000 ｗ/㎡、分光分布AM1.5 的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.小知识晶硅类理论转换效率极限为29%,而现在的太阳能电池的转换效率为17%～19%,因此,太阳能电池的技术上还有很大的发展空间●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V 曲线)】●太阳能电池对环境的贡献①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力.例:3ｋW 太阳能发电系统对环境污染物的削减量石油替代量:729L/年减排放CO2 能力:540kg-C/ 年森林面积换算:5544 ㎡②对能源和节能的贡献太阳能电池2。
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（2）碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe） CdTe 薄膜太阳能电池具有成本低、转换效率高且性能稳定的优势， 是技术上发展较快的一种薄膜太阳能电池。制备CdTe 薄膜太阳能 电池主要的工艺有丝网印刷烧结法、近空间升华法( CSS)、真空蒸 发法、电沉积法、溅射法等。此类电池最早由Kodak 公司于1982 年制造出来，转换效率超过10%。赵守仁等用inline 方式全部近空 间升华方法制备的n-CdS /p-CdTe 的转换效率约为11%，其中nCdS 层采用磁控溅射方法可取得约10% 的转换效率。据了解，半 导体硅的禁带宽度为1. 12 eV，而CdTe 的禁带宽度为1. 46 eV。 在阳光下，太阳能电池效率的最大值出现在禁带宽度为1. 4 eV 时。 CdTe 可能是比硅更为优越的光电材料，而且其良好的稳定性也受 到研究者的青睐。但是构成CdTe 的Te 和Cd 都属于有毒元素，一 旦进行市场化，所引起的安全和环保问题需要引起高度重视。
太阳能电池的更新换代
太阳能电池的发展与分析
第一代太阳能电池： （1）单晶硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池使用的 硅原料主要为:半导体硅碎片,半导体单晶硅的头、 尾料,半导体用不合格的单晶硅。目前单晶硅薄膜电 池的最高转换效率达24.7%。 （2）多晶硅太阳能电池：多晶硅太阳能电池一般采 用低等级的半导体多晶硅,或者专门为太阳能电池使 用而生产的铸造多晶硅等材料。与单晶硅太阳能电 池相 比,多晶硅太阳能电池成本较低,而且转换效率 与单晶硅太阳能电池比较接近,它是太阳能电池的主 要产品之一。
自由电子数目远大于空穴数目
太阳能电池原理
2 P型半导体 （1） 构成 在硅或锗的晶体中掺入少量的3价杂质元素，也称空穴半导体 一般掺入3价的元素如硼、镓、铟等。 空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成。掺入的杂质越 多，空穴的浓度就越高，导电性能就越强。
自由电子数目远少于空穴数目
太阳能电池原理
PN结及其单向导电性
在一块半导体单元晶一侧掺杂构成P型半导体，另一侧掺杂构成 N型半导体，两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，成为PN结。 1、PN结形成
太阳能电池原理
PN结的形成
在空间电荷区及PN结中，多数载流子已经扩散到对方并复合掉了，或着说 消耗尽了，因此又称PN结为耗尽层。
太阳能电池原理
染料敏化太阳能电池的结构： 染料敏化电池主要由5 部分构成:透明导电基板、光导电极、染料 敏化剂、电解质和透明辅电极。评价太阳能电池的指标有很多, 通常包括开路电压(Open circuit phot ovoltage)Voc 、短路电流 (Short circuit photocurrent)Isc 、电池的总效率η、光电转换 IPCE(Incident photon-cur rent conversion efficiency)等
太阳能电池发展史
太阳能光伏发电最核心的器件
太阳能电池
太阳能电池发展史
*太阳能电池的理论基础
1839年：法国科学家埃德蒙.贝克雷
尔发现光伏现象 1904年：爱因斯坦的光电效应
太阳能电池发展史
太阳能电池发展史
应用原理
光伏效应
太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下， 空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
太阳能电池的更新换代
第一代：单晶硅和多晶硅两种 第二代：薄膜太阳能电池 第三代：铜铟镓硒CIGS（CIS中掺 入Ga）等化合物薄膜太阳能电池及 薄膜Si系太阳能电池
太阳能电池的更新换代
第一代太阳能电池占太阳能电池产品市场的89.9%。第一代 太阳能电池基于硅晶片基础之上，主要采用单晶体硅、多晶体 硅为材料。其中，单晶硅电池转换效率最高，可达到18-20%， 但生产成本高。多晶硅电池转换效率低一些，可达到14-16%， 由于生产成本低而成为目前的主流。
（3）砷化镓薄膜太阳能电池（GaAs） 制备GaAs 薄膜太阳能电池的方法有晶体生长法、直接拉制法、 气相生长法、液相外延法等。1954 年，首次发现GaAs 材料具有 光生伏特效应，1974 年，GaAs 电池效率的理论值达22% ～ 25%。20 世纪80 年代中后期，美国的ASEC 公司改用MOVPE 技术制备GaAs /GaAs 太阳能电池，并于1987 年成功地用Ge 单 晶代替GaAs 作为外延衬底，制备出GaAs /Ge 太阳能电池。目前， 其最高效率超过20%，生产过程中转化效率已经达到了19% ～ 20%。2009 年，荷兰的Bauhuis G J等使GaAs 单结电池转换效 率达到26.1%。2008 年，美国Emcore 公司通过大尺寸薄膜剥离 技术，从0.1 mGaAs衬底上将GaAs 太阳能电池完整地剥离下来， 剥离后制作的电池具有21.1% 的光电转换效率，而且剥离后的 GaAs 衬底经过处理可以再次使用。2011 年，美国国家可再生能 源实验室(NREL)研制的小面积(0.99 cm2 )GaAs 薄膜太阳能电池 实现了28.3% 的光电转换效率，其制备的面积为856.8 cm2 的 GaAs 薄膜太阳能电池组件效率也达到了23.5%。
(6) 染料敏化太阳能电池(DSSC)
瑞士科学家Grätzel 利用多孔纳米结构的TiO2 电极材料并在其上涂 覆适当的有机染料光敏化剂, 以达到吸收可见光的效果, 成功制备 出效率为7 .1 %的太阳电池,这样的太阳电池称为染料敏化太阳电 池(Dye-sensitized solar cell ,DSSC)。
(4)铜锌锡硫薄膜太阳能电池(CZTS) CIGS 薄膜太阳能电池虽然具有优异的性能，但是存在In 和Ga 稀缺的问题。CZTS( Cu2ZnSnS4) 薄膜是替代CIGS 光伏电池 吸收层的最佳选择之一，原材料Cu，Zn，Sn 和S 在地壳中储 量丰富。CZTS 是一种直接带隙半导体材料，光学吸收系数超 过104 cm － 1 ，光学带隙在1. 45 eV 左右，非常接近光伏电池 的理想带隙1. 4 eV，理论上可达到单结电池的最高转换效率。 CZTS 薄膜太阳能电池目前尚处在实验室研究到中试研究阶段， 目标是使用相对便宜、丰富的原材料获得最大的转换效率。
太阳能电池
——太阳能芯片 or 光电池
太阳能光伏 （PV） 它是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，即 只要被光照到，瞬间就可输出电压及有回路的情况下 产生电流。 化工1502 杨蓓蓓
背景
自从两次工业革命以后，煤、石油、天然气等化石燃料相继被广泛 地应用到生产生活的各个方面。随着社会经济的不断发展和人类文明的 不断进步，人类对能源的需求量不断飞速增长。 然而，这些曾经被人类广泛应用并且现在还在被使用的基本都是不 可再生能源。其有限的储量与人类无限的需求之间构成了不可调和的矛 盾。 其次，煤、石油、天然气等化石燃料的储量有限，预计最多还能继 续使用一个世纪，且燃烧后会产生大量的CO2气体，造成温室效应，加 速全球气候变暖，给人类及其它动物的生存构成了巨大挑战。 再者，这些不可再生能源的大量使用，还会产生环境污染、生态 破坏等严重问题。
第二代太阳能电池：第二代太阳能电池是基于薄膜技术之上的 一种太阳能电池。其核心是一种可粘接的薄膜，这种薄膜的优 势：可以大批量，低成本的生产。 （1）非晶硅薄膜太阳能电池 非晶态硅，其原子结构不像晶体硅那样排列得有规则，而 是一种不定形晶体结构的半导体。非晶硅对阳光吸收系数高， 只需1µm厚的薄膜就可以吸收80％的阳光 （2）多晶硅薄膜太阳能电池:多晶硅薄膜：一种是采用非硅衬 底；另一种是采用低品质的硅衬底。薄膜技术所需的材料较 晶体硅太阳能电池少得多，且易于实现大面积电池的生产， 是一种有效降低成本的方法，薄膜电池主要为多晶硅薄膜电 池，目前多晶硅薄膜电池的最高转换效率达19.2％。
三大优势
如今开发一种储量巨大、清洁、无污染的可再生能源已经成为当今社会的 广泛共识。 与常规能源相比，太阳能具有三大优势：
一、它是人类可以利用的最丰富的能源，据统计，在过去的漫长的十几亿年
中，太阳只消耗了它本身能量的2%，按照这样的速度计算，太阳足以供给人 类使用十几亿年，可谓取之不尽，用之不竭。 二、在地球上，只要有光照的地方都有太阳能，这样我们就可以就地开发利 用，不存在运输问题，尤其对于交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有 实用价值。 三、太阳能是一种十分清洁的能源。在开发和利用太阳能时，不会产生废渣、 废水和废气；也没有噪音，更不会因此产生大气污染、影响生态平衡等环境 问题。
1、N型半导体 （1）构成 在硅或锗的晶体中掺入少量的5价杂质元素，也称电子半导体。 一般掺入的5价元素如磷，锑、砷等。
太阳能电池原理
（2）原子结构 本征半导体中掺入5价元素后，原 来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代 替。杂质原子最外层有5个电子，其中4 个与硅构成共价键，多余1个电子只受 自身原子核吸引，室温下即可成为自由 电子。
2、PN结的单向导电性 （1）PN结正偏时处于导通状态 P端接电源的正极，N端接电源的负极称之为PN结正偏
太阳能电池原理
（2）PN结反偏时处于截止状态 P端接电源的负极，N端接电源的正极称之为PN结反偏
“正向导通，反偏阻断”
太阳能电池原理
当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的 电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后再PN结中形 成电势差，这就形成了电源。
（5）聚合物薄膜太阳能电池 聚合物薄膜太阳能电池的基本工作原理是基于半导体异质结(p － n 结)或金属/半导体界面附近的光生伏特效应。目前，制作聚合物半 导体层主要采用真空镀膜溅射和分子束外延生长等真空技术，以及 溶液处理成膜技术，主要有电化学沉积技术、铸膜技术、分子组装 技术、印刷技术等，以及电化学法、扩散法和气相法等单晶技术。
太阳能电池的更新换代
第二代太阳能电池占太阳能电池产品市场的9.9%， 第二代太阳能电池基于薄膜技术基础之上，主要采用 非晶硅及氧化物等材料为材料。效率比第一代低，最 高的转化率为13%，但生产成本最低（单晶硅的1/5）。