太阳能电池

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太阳能电池（亦称太阳能芯片或光电池）是一种将太阳光通过光生伏打效应转成电能的装置。太阳能电池事实上并不是电池，这是翻译名词，原意为太阳能单元。

在常见的半导体太阳能电池中，透过适当的能阶设计，便可有效的吸收太阳所发出的光，并产生电压与电流。这种现象又被称为太阳能光伏。

太阳能发电是一种可再生的环保发电方式，其发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，因此不会对环境造成污染；但太阳能电池板的生产过程会产生大量有毒废水，需另行处置。另外弃置的太阳能电池也是问题，若没有妥善的回收机制，会对环境造成污染。

按照制作材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶硅电池、多晶硅电池和无定形体硅薄膜电池等。对于太阳能电池来说最重要的参数是转换效率，目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中（并非硅空气电池），单晶硅电池效率为25.0%，多晶硅电池效率为20.4%，CIGS薄膜电池效率达19.8%，CdTe薄膜电池效率达19.6%，非晶硅（无定形硅）薄膜电池的效率为10.1%。

目录

历史

术语“光生伏打”（Photovoltaics）一词，系photo-（希腊语，意为光）与volta（意为电气，纪念意大利物理学家亚历山德罗·伏打（Alessandro Volta））的结合，意指由光产生电的现象，最早的纪录可溯至十九世纪。

• 1839年，光生伏打效应第一次由法国物理学家A.E.Becquerel发现。

• 1849年术语“光－伏”（photo-voltaic）出现在英语中，意指由光产生电动势。

• 1883年Charles Fritts制造了第一块太阳电池。Charles用硒半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，该器件只有1%的效率。

• 1930年代，照相机的曝光计广泛地使用光生伏打原理。

• 1946年Russell Ohl申请了现代太阳电池的专利。

• 1950年代，随着半导体物理性质的逐渐了解，以及加工技术的进步，在1954年美国贝尔实验室的研究员发现，于硅中掺入一定量的杂质，会使其对光更加敏感，并制作出了第一个有实际应用价值的太阳能电池。

• 1960年代，美国发射的人造卫星已利用太阳能电池做为能量来源。

• 1970年代，由于能源危机，世界各国开始关注能源开发的重要性。1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。

目前，在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业化的目标前进。

在这些国家中，美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的发电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。

而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3千瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49％的经费，以后的补助逐年递减。“市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。

到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8百万瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。近年来由于环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。

在中国，太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。2009年3月，中华人民共和国财政部宣布拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。

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