太陽能電池

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太陽能電池（亦稱太陽能芯片或光電池）是一種將太陽光通過光生伏打效應轉成電能的裝置。太陽能電池事實上並不是電池，這是翻譯名詞，原意為太陽能單元。

在常見的半導體太陽能電池中，透過適當的能階設計，便可有效的吸收太陽所發出的光，並產生電壓與電流。這種現象又被稱為太陽能光伏。

太陽能發電是一種可再生的環保發電方式，其發電過程中不會產生二氧化碳等溫室氣體，因此不會對環境造成污染；但太陽能電池板的生產過程會產生大量有毒廢水，需另行處置。另外棄置的太陽能電池也是問題，若沒有妥善的回收機制，會對環境造成污染。

按照製作材料分為硅基半導體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池等。其中硅電池又分為單晶硅電池、多晶硅電池和無定形體硅薄膜電池等。對於太陽能電池來說最重要的參數是轉換效率，目前在實驗室所研發的硅基太陽能電池中（並非硅空氣電池），單晶硅電池效率為25.0%，多晶硅電池效率為20.4%，CIGS薄膜電池效率達19.8%，CdTe薄膜電池效率達19.6%，非晶硅（無定形硅）薄膜電池的效率為10.1%。

目錄

歷史

術語「光生伏打」（Photovoltaics）一詞，系photo-（希臘語，意為光）與volta（意為電氣，紀念意大利物理學家亞歷山德羅·伏打（Alessandro Volta））的結合，意指由光產生電的現象，最早的紀錄可溯至十九世紀。

• 1839年，光生伏打效應第一次由法國物理學家A.E.Becquerel發現。

• 1849年術語「光－伏」（photo-voltaic）出現在英語中，意指由光產生電動勢。

• 1883年Charles Fritts製造了第一塊太陽電池。Charles用硒半導體上覆上一層極薄的金層形成半導體金屬結，該器件只有1%的效率。

• 1930年代，照相機的曝光計廣泛地使用光生伏打原理。

• 1946年Russell Ohl申請了現代太陽電池的專利。

• 1950年代，隨着半導體物理性質的逐漸了解，以及加工技術的進步，在1954年美國貝爾實驗室的研究員發現，於硅中摻入一定量的雜質，會使其對光更加敏感，並製作出了第一個有實際應用價值的太陽能電池。

• 1960年代，美國發射的人造衛星已利用太陽能電池做為能量來源。

• 1970年代，由於能源危機，世界各國開始關注能源開發的重要性。1973年發生了石油危機，人們開始把太陽能電池的應用轉移到一般的民生用途上。

目前，在美國、日本和以色列等國家，已經大量使用太陽能裝置，更朝商業化的目標前進。

在這些國家中，美國於1983年在加州建立世界上最大的太陽能電廠，它的發電量可以高達16百萬瓦特。南非、博茨瓦納、納米比亞和非洲南部的其他國家也設立專案，鼓勵偏遠的鄉村地區安裝低成本的太陽能電池發電系統。

而推行太陽能發電最積極的國家首推日本。1994年日本實施補助獎勵辦法，推廣每戶3千瓦特的「市電並聯型太陽光電能系統」。在第一年，政府補助49％的經費，以後的補助逐年遞減。「市電並聯型太陽光電能系統」是在日照充足的時候，由太陽能電池提供電能給自家的負載用，若有多餘的電力則另行儲存。當發電量不足或者不發電的時候，所需要的電力再由電力公司提供。

到了1996年，日本有2,600戶裝置太陽能發電系統，裝設總容量已經有8百萬瓦特。一年後，已經有9,400戶裝置，裝設的總容量也達到了32百萬瓦特。近年來由於環保意識的高漲和政府補助金的制度，預估日本住家用太陽能電池的需求量，也會急速增加。

在中國，太陽能發電產業亦得到政府的大力鼓勵和資助。2009年3月，中華人民共和國財政部宣布擬對太陽能光電建築等大型太陽能工程進行補貼。

視頻

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