太陽(yáng)能電池板的材料有哪些

當(dāng)前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場(chǎng)占有率在90%以上，而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期也依然是太陽(yáng)能電池的主流材料。多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)掌握在美、日、德等3個(gè)國(guó)家7個(gè)公司的10家工廠手中，形成技術(shù)封鎖、市場(chǎng)壟斷的狀況。多晶硅的需求主要來(lái)自于半導(dǎo)體和太陽(yáng)能電池。按純度要求不同，分為電子級(jí)和太陽(yáng)能級(jí)。其中，用于電子級(jí)多晶硅占55%左右，太陽(yáng)能級(jí)多晶硅占45%，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，太陽(yáng)能電池對(duì)多晶硅需求量的增長(zhǎng)速度高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2008年太陽(yáng)能多晶硅的需求量將超過(guò)電子級(jí)多晶硅。 1994年全世界太陽(yáng)能電池的總產(chǎn)量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增長(zhǎng)了17倍。晶體硅電池板：多晶硅太陽(yáng)能電池、單晶硅太陽(yáng)能電池。非晶硅電池板：薄膜太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池。化學(xué)染料電池板：染料敏化太陽(yáng)能電池。柔性太陽(yáng)能電池

單晶硅

單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為18%左右，最高的達(dá)到24%，這是所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命可達(dá)25年。

多晶硅

多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約16%左右 （2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽(yáng)能電池）。 從制作成本上來(lái)講，比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些，材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講，單晶硅太陽(yáng)能電池還略好。

非晶硅

非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。

多元化合物

多元化合物太陽(yáng)電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。各國(guó)研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有以下幾種：a）硫化鎘太陽(yáng)能電池b）砷化鎵太陽(yáng)能電池c）銅銦硒太陽(yáng)能電池（新型多元帶隙梯度Cu（In， Ga）Se2薄膜太陽(yáng)能電池）

Cu（In， Ga）Se2是一種性能優(yōu)良太陽(yáng)光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的能級(jí)差）多元的半導(dǎo)體材料，可以擴(kuò)大太陽(yáng)能吸收光譜范圍，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)化效率。以它為基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)出光電轉(zhuǎn)換效率比硅薄膜太陽(yáng)能電池明顯提高的薄膜太陽(yáng)能電池。可以達(dá)到的光電轉(zhuǎn)化率為18%，而且，此類薄膜太陽(yáng)能電池到目前為止，未發(fā)現(xiàn)有光輻射引致性能衰退效應(yīng)（SWE），其光電轉(zhuǎn)化效率比商用的薄膜太陽(yáng)能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽(yáng)能電池中屬于世界的最高水平的光電轉(zhuǎn)化效率。

柔性電池

柔性薄膜太陽(yáng)能電池是相對(duì)于常規(guī)太陽(yáng)能電池來(lái)區(qū)分的。

常規(guī)太陽(yáng)能電池一般是兩層玻璃中間是EVA材料和電池片的結(jié)構(gòu)，這樣的組件重量較重，安裝的時(shí)候需要支架，不易移動(dòng)。

柔性薄膜太陽(yáng)能電池不需要采用玻璃背板和蓋板，重量比雙層玻璃的太陽(yáng)能電池片組件輕80%，采用pvc背板和ETFE薄膜蓋板的柔性電池片甚至可以任意彎曲，方便攜帶。安裝的時(shí)候也不需要特殊的支架，可以方便安裝在屋頂，和帳篷頂上使用。

缺點(diǎn)是光電的轉(zhuǎn)換效率要比常規(guī)的晶硅組件低。

太陽(yáng)能電池的厚度

目前主流太陽(yáng)能電池片（晶硅類）常規(guī)厚度大致160um~180um，其實(shí)還可以切的更薄，只不過(guò)那時(shí)良品率和經(jīng)濟(jì)性反而會(huì)下降。具體厚度發(fā)展趨勢(shì)可以參考這張圖：

可惜的是無(wú)論電池片做的多薄，它也不可能是透光的。畢竟在這之前量子隧道效應(yīng)已經(jīng)足以讓現(xiàn)有的PN結(jié)發(fā)電原理不再成立。

不過(guò)題主的問(wèn)題光伏行業(yè)是可以從另一個(gè)角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，那就是透光發(fā)電技術(shù)。具體的效果其實(shí)還不錯(cuò)，例如下面這張圖是不同厚度光伏玻璃的效果：

當(dāng)然了，這種技術(shù)也必然是發(fā)電量越好，透明度越差（上圖是三種不同發(fā)電效率的光伏玻璃）。所以它的缺點(diǎn)也很明顯就是發(fā)電效率太低，目前的效率是不超過(guò)9%（基本是乳白色毛玻璃的效果）。所以這種技術(shù)其實(shí)也沒(méi)有像樣的商業(yè)應(yīng)用。

介于這兩中技術(shù)之間的一種技術(shù)就是染料敏化光伏組件，類似的，發(fā)電量也居于以上兩種技術(shù)之間。

效果大概是這樣的：

再補(bǔ)一句，染料敏化電池可以有各種顏色（見(jiàn)上圖右側(cè)虛化的部分），不過(guò)沒(méi)有無(wú)色的（手動(dòng)聳肩）

太陽(yáng)能電池板像紙一樣薄

由韓國(guó)公司Yolk打造的像紙片那樣薄的太陽(yáng)能電池板Solar Paper，在工作原理上，實(shí)際上就與其它便攜式USB充電器相同。當(dāng)用戶需要給手機(jī)充電時(shí)，只需將手機(jī)連接線的另一端插入到Solar Paper之中，這樣就可以對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電了。與其它充電設(shè)備不同的是，Solar Paper本身主要是由無(wú)限的經(jīng)濟(jì)型太陽(yáng)能供電。

據(jù)Yolk公司宣稱，Solar Paper非常薄，薄如紙片，堪稱消費(fèi)者市場(chǎng)上效率最高的太陽(yáng)能電池板。據(jù)稱，這款太陽(yáng)能電池板能夠在兩小時(shí)內(nèi)將iPhone充滿電。（這與插墻式充電器所需的時(shí)長(zhǎng)差不多。）如果用戶將Solar Paper移到陰影處，那么，該設(shè)備就會(huì)停止充電了。Solar Paper還配置了自動(dòng)重啟功能，這就意味著，一旦用戶將該設(shè)備重新放置到光亮處之后，其充電模式就會(huì)自動(dòng)重啟。

每個(gè)Solar Paper電池板能夠產(chǎn)生2.5瓦的電量，因此，承載5瓦電量的iPhone手機(jī)就需要兩個(gè)Solar Paper進(jìn)行充電。各塊電池板可以像磁鐵那樣吸附在一起，這樣，吸附在一起的電池板越多，產(chǎn)生的電量也就越多。例如，包括iPad在內(nèi)的諸多平板電腦充滿的電量約為10瓦，因此，在對(duì)iPad進(jìn)行充電時(shí)，就需要4塊Solar Paper電池板。

事實(shí)上，用戶在使用Solar Paper時(shí)，并不需要到室外，當(dāng)然得要有明亮的太陽(yáng)光。Yolk公司的一段展示視頻表明，用戶甚至可以飛行機(jī)艙的窗戶旁邊讓Solar Paper工作。毫無(wú)疑問(wèn)，Solar Paper肯定對(duì)長(zhǎng)途旅行者、野營(yíng)者及其他戶外探險(xiǎn)者最為有用。用戶如果開(kāi)啟手機(jī)的拍照和GPS定位模式，那么此時(shí)的耗電量會(huì)非常大，而且耗電也非常快。這些用戶如果迷路或者需要撥打緊急救助電話時(shí)，肯定不希望電池沒(méi)電，因此，帶上Solar Paper電池板肯定會(huì)解決大問(wèn)題。

每個(gè)Solar Paper電池板的角落處都有插孔，因此用戶就可以將太陽(yáng)能充電器掛在背包上，從而在行走中對(duì)這些太陽(yáng)能充電器進(jìn)行充電。

任何通過(guò)USB進(jìn)行充電的設(shè)備都可以使用Solar Paper來(lái)充電。亞馬遜的一些評(píng)論人士表示，他們已經(jīng)利用Solar Paper對(duì)手機(jī)和平板電腦進(jìn)行充電，除此之外，他們還利用Solar Paper對(duì)Kindle和GoPro等設(shè)備進(jìn)行充電。

Solar Paper最初是在kickstarter上進(jìn)行眾籌，并通過(guò)kickstarter眾籌了100多萬(wàn)美元。如今，Solar Paper已經(jīng)拓展了亞馬遜網(wǎng)站作為銷售渠道，消費(fèi)者可以可以根據(jù)自己的需求，在亞馬遜網(wǎng)站訂購(gòu)兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)Solar Paper電池板，每次訂購(gòu)都可以獲得一個(gè)方便小袋以放置這些電池板。