太阳能电池有哪些类型？工作，申请（PDF）
在本文中，您将了解太阳能电池 及其工作原理 , 不同的太阳能电池类型 , 他们的构造 和应用程序 的太阳能电池。另外，下载 免费的PDF 本文的文件。
太阳能电池和类型
什么是太阳能电池？
在光伏 (PV) 转换中，太阳辐射落在称为太阳能电池的半导体设备上 它将阳光直接转化为电能。
图中给出了光伏电池（PV-cell）或太阳能电池的示意图。
它依赖于光对称为 p 型和 n 型的两种半导体之间的结的影响。 N型电子过剩，p型电子不足。
当强光照射在细胞上时，来自光的能量（即光子）使电子从它们之间的结中挣脱出来。
这称为光电 对于单晶硅（4 个价电子），“p”是通过用硼（3 个价电子）掺杂硅获得的，通常为 1 微米厚； “n”是通过掺杂砷或磷（5 个价电子）获得的，通常为 800 微米厚。
另请阅读：什么是太阳能电池板？它们的类型、工作方式、优势等
太阳能电池的种类
以下是不同的太阳能电池类型 用于太阳能电池板：
- 非晶硅太阳能电池 (a-Si)。
- 生物混合太阳能电池。
- 埋接触式太阳能电池。
- 碲化镉太阳能电池 (Cd Te)。
- 聚光光伏电池（CVP 和 HCVP）。
- 铜铟镓硒太阳能电池 (CI(G)S)。
- 晶体硅太阳能电池 (C-Si)。
- 染料敏化太阳能电池。
- 混合太阳能电池。
- 多结太阳能电池。
- 单晶太阳能电池。
- 纳米晶体太阳能电池。
- 光电化学电池。
- 固态太阳能电池。
- 薄膜太阳能电池。
- 基于晶圆的太阳能电池。
#1 非晶硅太阳能电池 (a-Si)
这些是薄膜太阳能电池的修改版本。这种类型的太阳能电池使用三层非晶硅，因此每层都具有不同的带隙能量。不同的带隙允许每一层响应太阳能谱的不同部分，作为提高转换效率的一种方式。
非晶电池提供比其他类型更高的效率并且很容易获得。但是，它们需要两倍的表面积才能产生与单晶太阳能电池相同的功率。
#2 生物混合太阳能电池
生物混合太阳能电池由光系统有机物（含碳）和无机物（非碳）组成。光系统的几层收集光子能，将其转化为化学能，并产生通过细胞的电流。
生物混合太阳能电池的主要优势在于它将太阳能以 100% 的效率转化为电能。这意味着从化学能源到电力的转变过程中几乎没有或没有电力损失。
#3 埋接式太阳能电池
埋接触式太阳能电池是一种高效太阳能电池技术。这些类型的操作基于激光形成的凹槽内的电镀金属触点。
与商业丝网印刷太阳能电池相比，它们可以提供约 25% 的更好性能。埋入式触点技术的效率提升带来了巨大的成本和性能优势。
#4 碲化镉太阳能电池 (Cd Te)
这种类型的太阳能电池在薄半导体层中使用碲化镉，旨在吸收阳光并将其转化为电能。它们作为主要的光转换层，吸收材料第一微米内的大部分可见光。
其中 TCO 层产生电场，将 CdTe 层吸收的光转换为电流和电压。这些系统比同类晶体硅效率更高。
#5 聚光光伏电池（CVP 和 HCVP）
聚光光伏电池以与传统光伏系统相同的方式产生电能。 CVP 通常使用曲面镜将阳光聚焦到小型、高效、多结太阳能电池上。这些可以提供大约 40% 的更高效率，而且更便宜。
#6 铜铟镓硒太阳能电池 (CI(G)S)
铜铟镓硒太阳能电池用于将太阳光能转化为电能。它通常是通过在玻璃或塑料背衬上沉积一层薄薄的铜、铟、镓和硒，以及来回储存电流的电极来制成的。
由于该材料具有高吸收系数并强烈吸收阳光，因此需要更薄的薄膜。这些材料可以吸收很大一部分太阳光谱，从而达到最高的效率。
#7 晶体硅太阳能电池（C-Si）
晶体硅是用于生产太阳能电池的光伏技术的主要半导体材料。这些太阳能电池由连接在一起形成晶格的硅颗粒组成。
这种晶格提供了一个有组织的系统，可以更有效地将光转化为电能。由于效率高，降低了最终安装的成本。
#8 染料敏化太阳能电池
它是一种基于在感光阳极和电解质之间形成的半导体的低成本薄膜太阳能电池，是一种光电化学系统。这些装置利用有机染料和半导体将光能转化为电能。
与其他类型的太阳能电池相比，它们在高温条件和漫射光下表现更好。此外，它还具有成本效益、易于制造、操作简单等优点。
#9 混合太阳能电池
这些类型的太阳能电池由两种材料组成，有机半导体和无机半导体。有机材料由共轭聚合物组成，它们作为供体吸收光并传输孔隙。
另一方面，无机材料在结构中用作受体和电子传输体。混合太阳能系统的优势在于它们可以储存太阳能和低成本的电力。太阳能在最大使用时间内的利用成为可能。
#10 多结太阳能电池
这些是具有多个由各种半导体材料制成的 p-n 结的太阳能电池。在这种情况下，每种材料的p-n结都会产生电流以响应不同波长的光。
它们能够使用单独的层吸收不同波长的入射阳光。这使得它们在将阳光转化为电能方面比单结电池更有效。
#11 单晶太阳能电池
这种类型的太阳能电池由圆柱形硅棒组成，该硅棒由类似于半导体的高纯度硅单晶制成。它就像多晶太阳能电池一样工作。
当阳光照射到单晶太阳能电池上时，它们会吸收能量，并通过复杂的过程产生电场。该电场包括产生电力的电压和电流。单晶太阳能电池具有较高的效率。
#12 纳米晶太阳能电池
纳米晶体太阳能电池由涂有纳米晶体的材料制成。纳米晶体为硅、碲化镉或SiGs，衬底通常为硅或各种有机半导体。
这些纳米晶体是通过旋涂工艺形成的，该工艺涉及将一定体积的量子点溶液放置在平面上。将溶液均匀铺开，翻转表面直至达到所需的厚度。
#13 光电化学电池
这些太阳能电池将太阳光源吸收到半导体或光敏剂上以产生电能，类似于染料敏化太阳能电池。
在这种情况下，每个电池由一个或两个半导体光电极以及一个额外的金属和参比电极组成，并浸入电解质中。这些成本低且工艺相当简单，这是其优势之一。
#14 固态太阳能电池
固态太阳能电池通常用于类似于半导体二极管和集成电路的半导体设备。它们还用于没有移动部件的半导体电子产品中，用移动部件代替了设备。
它由两种晶体组成，一种掺杂有 n 型半导体，可放大额外的自由导带电子。另一种是掺杂p型半导体，增加了更多的电子空穴。
#15 薄膜太阳能电池
这些类型旨在通过使用光伏效应将太阳光能转换为电能。薄膜太阳能电池是通过在玻璃、塑料或金属等柔性基板上沉积一层或多层薄膜制成的。
如今，各种类型的薄膜太阳能电池由于其相对较低的成本和发电效率而被使用。此外，它们还用于多种技术，包括碲化镉、铜铟镓二硒和非晶薄膜硅。
#16 晶圆太阳能电池
顾名思义，基于晶圆的硅电池由单晶或多晶硅片制成。它们可以实现任何类型光伏技术的最高效率。在这种太阳能电池中，所有功能层都沉积在基板上并被转录以分离电连接的子电池。
太阳能电池的工作
太阳的光子撞击微薄 p 侧的电池并穿透到结以产生电子-空穴对。如图所示，当电池连接到负载时，电子将从 n 顶部扩散。电流 (I) 的方向与电子方向相反。
典型的电压-电流特性在图中显示了两种不同的太阳辐射水平，其中 Voc =开路电压，Isc =短路电流。电池的理想功率是 Vo.Isc。最大有用功率是在 I-V 曲线下可以形成的最大矩形的面积。
如果这种情况对应的电压和电流用Vm和I'm表示，那么最大有用功率就是VmIm。最大有用功率与理想功率之比称为全因子（k）。对于硅电池，这些因素的典型值为：
VOC =450 至 400 mV； Ioc =30 至 50 mA/cm 2 , K =0.65 到 0.80。
薄膜或晶片形式的太阳能电池将入射太阳能的 3% 到不到 30% 转换为直流电。电。将这种电池连接成串并联配置允许设计具有高达几千伏的高电压的太阳能电池板。
结合储能和电源调节设备，这些电池可以作为完整的太阳能-电转换系统的组成部分。
太阳能电池的应用
太阳能电池板或光伏的使用有许多实际应用。它首先在农业中用作灌溉的动力源。在医疗保健领域，太阳能电池板可用于冷藏医疗用品。光伏组件用于光伏系统，包含大量的电气设备：
以下是太阳能电池的不同应用列表：
- 光伏发电站。
- 屋顶太阳能光伏系统。
- 独立光伏系统。
- 太阳能混合动力系统。
- 聚光光伏。
- 太阳能电池板。
- 在太阳能泵浦激光器中。
- 太阳能汽车。
- 用于航天器和空间站的太阳能电池板。
就是这样，感谢阅读。如果您对“太阳能电池的种类有任何疑问 ”在评论中问。如果你喜欢这篇文章，请分享给你的朋友。
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