太阳能电池的工作原理及种类
太阳能电池技术及其发展趋势
太阳能电池技术及其发展趋势随着人们对环境问题越来越关注，太阳能电池作为一种清洁能源技术备受瞩目。
太阳能电池作为一种通过太阳能来进行电能转化的技术，可以从根本上减少人类对化石燃料的依赖，从而减少了环境的污染和破坏。
在过去几年中，太阳能电池技术取得了巨大的进展，各种新型的太阳能电池不断涌现，而且随着技术的进一步发展，太阳能电池的性能也不断提高。
本文将介绍太阳能电池技术及其发展趋势。
一. 太阳能电池的基本原理太阳能电池是一种半导体器件，其工作原理是将太阳能转换成电能。
太阳能电池的核心部分是一个由不同半导体材料构成的p-n 结。
当阳光照射在p-n结上时，电子和空穴就会在p区和n区之间的p-n界面处发生复合，这个过程就会产生电流，从而将太阳能转换成电能。
该电池的输出电压和电流大小与阳光照射强度、温度、半导体材料的种类和质量等因素有关。
二. 太阳能电池的种类太阳能电池的种类很多，根据材料的不同，可以分为硅薄膜太阳能电池、多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池和无机-有机混合太阳能电池等。
其中多晶硅和单晶硅太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池。
多晶硅太阳能电池是太阳能电池中最常见的一种。
该电池主要由多晶硅材料制成，相对于单晶硅来说，多晶硅的能耗更低，制造成本更低，但效率相对较低。
单晶硅太阳能电池相对于多晶硅来说，其硅的晶体品质要更好，因此其光电转换效率也更高。
但相对的生产成本也更高。
无机-有机混合太阳能电池包括有机半导体和无机半导体层，属于目前较为新颖的太阳能电池种类之一。
该电池普遍更具有廉价、柔性、轻薄等特点，使其具备了广泛的应用前景。
三. 太阳能电池技术的发展趋势作为能源领域的重要技术，太阳能电池的技术也在不断升级。
下面让我们来看看太阳能电池技术未来的研发重点。
1. 提高太阳能电池的效率太阳能电池效率的提高一直是科学家追求的目标。
目前多晶硅太阳能电池效率已经接近极限，但单晶硅太阳能电池仍有进一步提高效率的空间。
太阳能电池材料的种类、原理和特点
太阳能电池是一种将太阳能直接转换为电能的装置，它是太阳能光伏发电系统的核心部件之一。
太阳能电池材料的种类、原理和特点是影响太阳能电池性能和应用领域的关键因素。
本文将围绕这一主题展开讨论，以便为读者深入了解太阳能电池提供全面的了解。
一、太阳能电池材料的种类太阳能电池材料可以分为晶体硅、非晶硅、多晶硅、柔性薄膜电池材料等几种主要类型。
1. 晶体硅晶体硅是太阳能电池最常用的材料之一，它主要由单晶硅和多晶硅两种类型，其中单晶硅的电池效率较高，但成本较高，多晶硅则相对便宜一些。
2. 非晶硅非晶硅是一种非晶态材料，是将硅薄片进行涂覆和烧结而成的，其电池效率较低，但成本较低，适合一些需要成本控制的应用场景。
3. 多晶硅多晶硅电池是利用多晶硅片制成，其性价比相对较高，广泛应用于家用光伏电站和商业光伏电站中。
4. 柔性薄膜电池材料柔性薄膜电池是一种新型的太阳能电池材料，主要由非晶硅材料、铜铟镓硒等化合物材料制成，具有柔性、轻薄、便于携带等优点，是未来太阳能电池发展的方向。
二、太阳能电池材料的原理太阳能电池是利用光电效应将太阳能直接转换为电能的装置。
不同类型的太阳能电池材料有着不同的工作原理。
1. 晶体硅晶体硅太阳能电池的工作原理是通过P-N结构实现的。
当太阳光照射在P-N结上时，光子的能量被硅中的电子吸收并激发，使得电子跃迁到导带中，形成光生电子和空穴。
这些光生电子和空穴会在P-N结的作用下分离，从而形成电流，从而实现将太阳能光能转化为电能。
2. 非晶硅非晶硅太阳能电池利用非晶硅薄膜吸收太阳光的能量，并将其转化为电能。
其工作原理与晶体硅相似，但非晶硅的材料结构不规则，电子的运动方式也有所不同。
3. 柔性薄膜电池材料柔性薄膜电池材料利用非晶硅、铜铟镓硒等化合物材料，通过薄膜沉积技术将材料制备成薄膜，实现光伏效应的转化工作原理与晶体硅和非晶硅类似，通过材料的光电转换将太阳光能转换为电能。
三、太阳能电池材料的特点不同种类的太阳能电池材料各有其独特的特点和适用场景。
光伏发电的工作原理及太阳能电池的种类
光伏发电的工作原理及太阳能电池的种类光伏发电是利用太阳能将光能转化为电能的一种技术。
它是依靠太阳能电池来实现的，太阳能电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的半导体器件。
光伏发电的工作原理如下：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，导致能级变化。
此时，通过光子和材料发生碰撞，光子的能量被传递给半导体电子，激发了部分电子跃迁至导带中形成自由电子和正空穴。
这些自由电子和正空穴在半导体内部运动，而外部加上负载时，电子和空穴会在半导体中产生电流。
这个过程将太阳能转化为电能，形成了光伏发电。
根据材料的不同，太阳能电池可以分为以下几种类型：1.硅太阳能电池：硅太阳能电池是最常见和普遍使用的类型，主要有结晶硅和非晶硅两种。
结晶硅太阳能电池具有高效率、稳定性和长寿命的特点，但制造成本较高。
非晶硅太阳能电池制造成本较低，但效率稍低。
2.多结太阳能电池：多结太阳能电池是指由多个材料层叠组成的太阳能电池。
这种太阳能电池能够充分利用不同材料的光谱范围，实现高效率的光伏发电。
3.聚合物太阳能电池：聚合物太阳能电池是一种使用聚合物半导体材料的太阳能电池。
聚合物太阳能电池具有制造成本较低、柔性、轻薄等特点，但效率相对较低。
4.单晶硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池是一种利用单晶硅材料制成的太阳能电池。
单晶硅太阳能电池利用了硅的优良电子特性，具有高效率和较长的使用寿命。
5.薄膜太阳能电池：薄膜太阳能电池是一种利用薄膜半导体材料制成的太阳能电池。
薄膜太阳能电池具有较低的制造成本、柔性和轻薄等特点，但效率相对较低。
总之，光伏发电的工作原理是利用太阳能电池将太阳能转化为电能。
太阳能电池的种类包括硅太阳能电池、多结太阳能电池、聚合物太阳能电池、单晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池等。
相互之间在制造成本、效率和特性上有所差异，但都可以实现太阳能的转换和利用。
太阳能电池原理与应用
04
太阳能电池的应用领域
住宅用电
家庭光伏系统
利用太阳能电池板将光能转化为电能 ，为家庭提供电力，可用于照明、家 电等。
太阳能热水器
利用太阳能光热转换原理，将太阳辐 射转化为热能，为家庭提供热水。
经济效益
虽然太阳能电池的初始投资相对较高，但长期看来，由于其运行和维 护成本较低，因此具有经济效益。
促进科技发展
太阳能电池的发展推动了相关领域的技术进步和创新，如材料科学、 电力电子和储能技术等。
对未来发展的展望
技术进步
随着科技的不断发展，太阳能电池的效率、可靠性和寿命 将得到进一步提升。新型材料的研发和应用也将为太阳能 电池的发展开辟新的道路。
两个导电电极分别连接着太阳能电池 的正极和负极，用于收集产生的电流。
半导体材料通常由硅、硒、铜等元素 或化合物组成，它们能够吸收太阳光 并产生电流。
光电效应
光电效应是指光子与物质相互作用时 ，光子的能量能够使物质内部的电子 从束缚状态跃迁到自由状态，从而产 生电流的现象。
当太阳光照射到太阳能电池上时，光 子能量激发半导体材料中的电子，使 它们从束缚状态变为自由状态，形成 光生电流。
太阳能电池原理与应用
contents
目录
• 引言 • 太阳能电池原理 • 太阳能电池的种类与特性 • 太阳能电池的应用领域 • 太阳能电池的挑战与前景 • 结论
01
引言
主题简介
01
太阳能电池是一种利用太阳能转 换为电能的装置，其原理基于光 伏效应。
02
太阳能电池的应用范围广泛，包 括但不限于太阳能发电、太阳能 热水器、太阳能灯具等。
太阳能电池的结构与工作原理
太阳能电池的结构与工作原理太阳能电池是利用光电效应将光能转化为电能的一种设备。
其结构以及工作原理十分关键，本文将从多方面进行阐述。
一、太阳能电池的结构太阳能电池的主要结构是由P型半导体和N型半导体材料组成的PN结构。
其具体结构如下：（1）P型半导体层：由于P型半导体材料内部原子存在杂质，导致其内部有大量少子分布，因此呈现出正电导特性。
（2）N型半导体层：与P型半导体层相似，N型半导体材料内部原子也存在杂质，导致其内有大量多子分布，因此呈现出负电导特性。
（3）P-N结：当P型半导体层与N型半导体层相结合时，因其电子浓度相反，形成PN结。
PN结中含有少量的杂质离子，如磷、硅、锗等，在室温下可获得稳定性，并形成一定的空间电荷区，即反向漏电区，可以有效防止电子和空穴的复合，从而将光电转换效率提高到最高。
（4）金属电极：在P型半导体的顶部和N型半导体的底部，分别电浆贴附上一层金属电极，以加强电路连通性。
二、太阳能电池的工作原理太阳能电池是通过光电效应实现将光能转换为电能的。
当光线经过太阳能电池表面时，会被吸收，产生光电子激发，使电子跃迁到导带中，形成相应的空穴。
通过PN结的内部电场作用使空穴向P型半导体集中，电子向N型半导体集中，形成电动势。
在外部电路的作用下，电子流进入电路的负载，使得负载发生电流，从而实现转换效果。
在实际应用中，太阳能电池的转换效率与多种因素有关，如太阳能的强度与方向、电池板的温度与表面状况、电池板质量等因素。
同时，太阳能电池的制造也对其转换效率产生重要影响。
通过多样化材质结构的选择，制造出转换效率高、成本低、稳定性好的太阳能电池，对于太阳能电池的推广应用产生了积极推动作用。
三、太阳能电池的种类太阳能电池种类较多，根据主要材料不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池和非硅太阳能电池。
其中，硅太阳能电池占据了市场主导地位，非硅太阳能电池虽然目前市场份额较小，但这种新型太阳能电池的研究及发展有着重要意义。
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。
太阳能电池的工作原理及应用
太阳能电池的工作原理及应用太阳能电池是透过光电效应将阳光转化成电能的一种装置。
和火力发电、核能发电等传统发电方式相比，太阳能发电是一种清洁环保、无污染、无噪音、无需消耗资源的绿色能源。
因此，太阳能电池在当今的新能源领域中有着非常广泛的应用。
太阳能电池的工作原理太阳能电池是一种半导体器件，它能将太阳光的光能直接转成电能。
太阳能电池是由两个半导体层组成的，它们是P型半导体和N型半导体。
这两个层分别含有不同种类的材料，它们的结合能够产生电位差。
当太阳光射来时，它进入到P型半导体，激活其中的电子使其跃迁到N型半导体中，它们之间的电势差能够产生电流。
所以太阳光通过光伏效应转化成为电流，即直流电。
这样就形成了太阳能电池的工作原理。
太阳能电池的应用太阳能电池在当今各个领域中都有着广泛的应用，不仅可以满足家庭生活用电的需求，还可以为各种应用系统和设备提供能源。
1.居家用电近年来，随着人们对环境保护要求的提高和太阳能光伏技术成本的降低，越来越多的家庭开始使用太阳能电池供电，包括照明、电视、空调、冰箱等用电器都可以使用太阳能电池产生的电能。
2.交通工具现如今，太阳能电池的应用也已经扩展到了交通工具领域。
例如，一些城市的公共自行车租赁站就采用了太阳能电池进行充电，以供城市公共自行车使用。
在未来，太阳能电池或许还可以应用到一些公共交通工具中，例如地铁、公交车等。
3.露营旅行太阳能电池还可以为露营旅行者提供免费的能源，例如充电电池、便携式电灯、GPS设备、收音机等。
4.太阳能计算机随着各种嵌入式设备的出现，现在还可以生产太阳能供电的计算机产品，例如笔记本电脑和平板电脑等。
这些产品具有长续航能力和节能减排的优点，得到了消费者的欢迎。
5.太阳能光伏电站太阳能光伏电站是目前太阳能电池的最大应用领域之一。
在不同地区和不同环境中，建造大型的太阳能光伏电站可以产生大量的太阳能电能，可以为城市的发电和农村地区的用电供应提供可靠的源头。
太阳能电池的构造与种类
太阳能电池的构造与种类太阳能电池是一种转换太阳能为电能的设备，是太阳能利用的核心技术之一。
太阳能电池具有环保、高效、无噪音等优点，已在众多领域得到应用。
太阳能电池的构造和种类是掌握太阳能技术的基础。
1. 硅片太阳能电池的主要材料是硅，硅片是太阳能电池的核心部件，是硅晶体经过铸造、拉拔、加工等工艺制成的薄片。
硅片的厚度通常在0.15-0.25mm之间，表面有 p 型和 n 型半导体层。
通常在两个半导体层之间添加少量杂质，形成 p-n 结，当光照在这个结上时，可以激发出电子和空穴，形成电流。
2. 金属导线太阳能电池由许多的硅片组成，每个硅片之间通过金属导线连接起来，形成电池元件。
金属导线通常是铝或银，具有良好的导电性能和耐腐蚀性。
3. 玻璃薄膜太阳能电池的正面覆盖了一层透明的玻璃薄膜，主要作用是保护硅片，并且让太阳能光线通过。
玻璃薄膜必须透明，光线传递率高，不易变色，具有较高的耐热性和耐腐蚀性。
4. 后板太阳能电池的背面覆盖了一层后板，主要作用是固定硅片和连接金属导线。
后板必须具有良好的机械强度和防潮性能。
5. 封装材料太阳能电池的元件在使用时必须进行封装。
封装材料通常是 EVA （乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）、胶水、玻璃等。
封装材料必须具有较高的粘合强度和防水性能。
目前，太阳能电池主要有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池等几种类型。
1. 单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池制造工艺较为复杂，具有较高的能量转换效率和较长的使用寿命。
单晶硅太阳能电池的外观为正方形或六边形，表面光滑，边缘有切割角。
非晶硅太阳能电池薄薄如纸，重量轻、柔韧，适合将其用于一些表面能量的设备。
有机太阳能电池由有机半导体材料制成，具有重量轻、柔性好等特点，但能量转换效率较低。
染料敏化太阳能电池的外观呈浅黄色或蓝色，是一种新型太阳能电池。
染料敏化太阳能电池以染料分子代替硅晶体，将光能转换为电能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太阳能电池的工作原理及种类摘要该文从能源角度入手分析了太阳能电池对未来社会发展的重要性，指出了太阳电池的发展历程，工作原理和分类，着重介绍了硅基太阳电池，薄膜太阳电池和新型太阳电池各自的优缺点。
关键词新能源；太阳电池；原理；种类中图分类号 tm615 文献标识码 a 文章编号 1673-9671-（2013）011-0166-031 太阳电池概述进入21世纪，环境和能源问题是当前整个国际社会所共同面临的两大问题。
随着世界人口增长、经济发展，人类社会活动对能源的需求越来越大。
根据国际能源署的预测，在未来的近30年间，全球一次能源需求年平均增幅达到1.7%，到2030年时，年需求量将达到153亿吨石油当量。
特别是近几年来，能源，特别是石油短缺问题越来越突出，由此引发了许多国际和社会争端。
为了保持整个社会生产的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们逐渐把关注的重点转移到新能源的开发和利用上。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等。
而太阳能是一种取之不尽，用之不竭的无污染能源。
有人将原子核能和太阳能称为2l世纪的能源。
利用太阳能进行光热、光电转换，开发太阳电池成为解决世界范围内的能源危机和环境污染的重要途径。
制造出廉价、高效、低成本的太阳电池，大规模利用太阳能一直是科学家追求的目标。
太阳能是来自于太阳内部核聚变所释放的能量。
据粗略统计，太阳的发光度，即太阳向宇宙全方位辐射的总能量流是4×1026j/s。
其中向地球输送的光和热可达2.5×1018 cal/min，相当于燃烧4×108 t烟煤所产生的能量。
一年中太阳辐射到地球表面的能量，相当于人类现有各种能源在同期内所提供能量的上万倍。
所以，如何高效并且低成本的利用太阳能一直是近年来的研究热点。
1.1 太阳电池的工作原理太阳能之所以能转换成电能，是利用太阳光使电池发电形成的。
太阳电池发电的原理主要是半导体的光电效应，即光电材料吸收光能后发生光电子转换，然后在pn结作用下产生电动势，输出电能。
电池器件其实就是一个大面积的pn结。
当p型和n型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层界面，界面的p型一侧带负电，n型一侧带正电。
这是由于p型半导体多空穴，n型半导体多自由电子，出现了浓度差。
n区的电子会扩散到p区，p区的空穴会扩散到n区，一旦扩散就形成了一个由n指向p的内建电场，从而阻止扩散进行。
达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是pn 结（图2）。
当太阳光照射这种半导体材料时，能量大于禁带宽度的光子在pn结两边的p区和n区发生本征吸收，从而激发产生很多的电子-空穴对即光生载流子，pn结界面附近的电子和空穴在复合之前，将在内建电场的作用下相互分离。
电子向带正电的n区运动使得n区电子富集，空穴向带负电的p区运动使得p区空穴富集。
整个pn结材料两端宏观表现出电势差，即光生电动势。
当pn结材料两端连接成回路时，电路中出现电流（图3）。
通过光照产生的电动势越大，回路中电流越大。
1.2 太阳电池发展历程太阳电池的发展历程可追溯到19世纪30年代，1893年法国实验物理学家e.becquerel发现液体的光生伏特效应，简称为光伏效应。
1883年美国发明家charles fritts描述了第一块硒太阳电池的原理，他在一个金属衬底上先将se膜融化成片，再将au片作顶电极压在se片上，制出了第一个大面积（30 cm2）的太阳电池。
1930年朗格（longer）首次提出可以利用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。
1954年对于太阳电池的发展是划时代的一年。
这一年美国贝尔实验室皮尔森（pearson）偶然开启房间里的灯光时，发现单晶硅pn 结会产生一个电压的物理现象。
经过对这种光伏现象的研究，1954年底首次发表单晶硅太阳电池效率达6%的报道，开启了“pn”结型电池的新时代，直至今日“pn”电池仍然占据光伏事业的绝对地位。
1958年美国信号部队的t.mandelkorn制成pn型单晶硅光伏电池，这种电池抗辐射能力强，这对太空电池很重要；同年，hoffman 电子的单晶硅电池效率达到9%；第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射，光伏电池100 cm2，0.1 w，为一备用的5 mw话筒供电。
1959年hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%，并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻；卫星探险家6号发射，共用9600片太阳电池列阵，每片2 cm2，共20 w。
1980年第一个效率大于10%的cuinse电池在美国制出；效率达8%的非晶硅太阳电池由rca的carlson研制出来，树立了非晶硅电池的里程碑。
1985年是高效si电池的大年：由澳大利亚新南威尔士大学（unsw）报道了在一个标准太阳下si电池效率大于20%，美国stanford大学给出了在200个太阳下聚光电池效率大于25%的报道。
1994年美国nrel发布gainp/gaas两端聚光多结电池效率大于30%。
1996年瑞士诺桑gratzel的“染料敏化”固/液电池效率达11%。
1998年美国nrel宣称薄膜cuinse电池效率达19%，第一个gainp/gaas/ge 三结聚光电池宣布在1号空间站上应用。
进入21世纪以来，单晶硅电池的效率增长缓慢，最高纪录徘徊在25%上下。
这个时候，澳大利亚新南威尔士大学的马丁·格林（martin green）教授提出了“第三代”电池的理念。
要用全新的概念，采用清洁的、绿色环保技术的制造技术，达到电池的高效率与新概念、新材料、新技术并举。
一种量子点型的太阳电池理论转换效率可达60%以上，是备受瞩目的未来高效太阳电池的候选技术之一。
真正意义上的光伏时代源于1954年贝尔实验室发明的pn结太阳电池。
2002年世界累计建立光伏电站达2 gw。
从1954年光伏电池出现，第一个累计1 gw电站的建立，前后花了25年的时间，而第二个1 gw，仅用了3年时间。
预计今后10年，太阳能光电工业还将以20%-30%的速度增长，成为世界上最具发展前景的朝阳工业之一。
2 太阳电池的种类一般来说太阳电池可分为硅基太阳电池，薄膜太阳电池，新型太阳电池。
2.1 硅基太阳电池这一代电池发展最长久技术也最成熟，具体又可分为，单晶硅太阳电池（monocrystalline silicon）、多晶硅太阳电池（polycrystalline silicon）。
2.1.1 单晶硅太阳电池硅基太阳电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。
高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。
现在单晶硅电池工艺已近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。
提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。
该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构；并在表面把厚度为13 nm的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合；同时改进了的电镀过程，增加栅极的宽度与高度的比率，通过以上工艺制得的电池转化效率超过23%，最大值可达23.3%。
kyocera公司制备的大面积（225 cm2）单晶太阳电池转换效率为19.44%。
国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2 cm×2 cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5 cm×5 cm）转换效率达8.6%。
单晶硅太阳电池转换效率无疑是最高的，已经接近它的理论值。
在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅电池成本居高不下，要想大幅度降低其成本现在是非常困难的。
2.1.2 多晶硅太阳电池多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。
多晶硅太阳电池是兼具单晶硅电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池，其转换效率一般目前为15%-17%，据悉在snec第四届（2010）国际太阳能光伏大会暨（上海）展览会上，无锡尚德展出的多晶硅太阳电池的效率已达到17.5%，这稍低于单晶硅太阳电池，但其没有明显效率衰退问题，并且能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池。
单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳电池生产总成本中已超二分之一。
对于单晶硅，应用各向异性化学腐蚀的方法可在（100）表面制作金字塔状的绒面结构，降低表面光反射。
但多晶硅晶向偏离（100）面，采用上面的方法无法做出均匀的绒面。
2.2 薄膜太阳电池薄膜太阳电池在降低成本方面比晶体太阳电池具有更大的优势：一是薄膜化可极大地节省昂贵的半导体材料；二是薄膜电池的材料制备和电池同时形成，因此节省了许多工序。
薄膜太阳电池按材料可分为薄膜硅太阳电池、多元化合物薄膜太阳电池和有机薄膜太阳电池。
其中薄膜硅太阳电池主要有非晶硅（a-si）、微晶硅（μc-si：h）和多晶硅（p-si）薄膜太阳电池；新型无机多元化合物薄膜太阳电池材料主要包括砷化镓（gaas）ⅲ—ⅴ族化合物、硫化镉（cds）、碲化镉（cdte）及铜铟硒薄膜电池[7]等。
本文主要介绍几种主要的薄膜太阳电池。
2.2.1 非晶硅薄膜太阳电池非晶态硅，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。
非晶硅薄膜太阳电池于1976年问世，其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产，因而具有广阔的市场前景。
非晶硅属于直接带系材料，它具有较高的光吸收系数，在0.4-0.75μm的可见光波段，其吸收系数比单晶硅要高出一个数量级，比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右，用很薄的非晶硅膜（约1μm厚）就能吸收约80%有用的太阳能，且暗电导很低，在实际使用中对低光强有较好的适应，特别适用于制作室内用的微低功耗电源，这些都是非晶硅材料重要的特点，也是它能够成为低价太阳电池的重要因素。
非晶硅薄膜电池由于没有晶体硅所需要的周期性原子排列要求，可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题，在较低的温度（200℃左右）下可直接沉积在玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等廉价衬底材料上，工艺简单，单片电池面积大，便于工业化大规模生产，同时亦能减少能量回收时间，降低生产成本。