光电池基本释义

光电池是能在光的照射下产生电动势的元件。用于光电转换、光电探测及光能利用等方面。人们最早发现和应用的是硒光电池。它的原理是硒在光作用下产生电子被电极收集而产生电动势。后来又发现和应用了各种半导体材料的光电池，如硅光电池、硫化银电池等。它的原理是半导体的p-n结在光的作用下产生新的电子-空穴对，电子和空穴在p-n结电场的作用下移动到结的两边形成附加电势差。

光电池是一种特殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电。有的光电池还可以将红外光和紫外光转化为直流电。光电池是太阳能电力系统内部的一个组成部分，太阳能电力系统在替代电力能源方面正有着越来越重要的地位。最早的光电池是用掺杂的氧化硅来制作的，掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。其它的材料，例如CIS，CdTe和GaAs，也已经被开发用来作为光电池的材料。有二种基本类型的半导体材料，分别叫做正电型(或P型态)和负电型(或N型态)。在一个PV电池中，这些材料的薄片被一起放置，而且他们之间的实际交界叫做P-N结。通过这种结构方式，P-N结暴露于可见光，红外光或紫外线下，当射线照射到P-N结的时候，在P-N结的两侧产生电压，这样连接到P型材料和N型材料上的电极之间就会有电流通过。 一套PV电池能被一起连接形成太阳的模组，行列或面板。用来产生可用电能的PV电池就是光电伏特计。光电伏特计的主要优点之一是没有污染，只需要装置和阳光就可工作。另外的一个优点是太阳能是无限的。一旦光电伏特计系统被安装，它能提供在数年内提供能量而不需要花费，并且只需要最小的维护。

光伏发电设备极为精 炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高;非晶硅太阳电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较厉害;铸造多晶硅太阳能电池则具有稳定得转换的效率，而且性能价格比最高;薄膜晶体硅太阳能电池则还只能处在研发阶段。

光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中 继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源;二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等;三是并网发电，这 在发达国家已经大面积推广实施。我国并网发电还未起步，不过，2008年北京奥运会部分用电将会由太阳能发电和风力发电提供。

太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并 网发电,光伏发电系统主要 由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括:单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。铸造多晶硅太阳能电池已经取代直拉单晶硅成为最主要的光伏材料。但是铸造多晶硅太阳能电池的转换效率略低于直拉单晶硅太阳能电池，材料中的各种缺陷，如晶界、位错、微缺陷，和材料中的杂质碳和氧，以及工艺过程中玷污的过渡族金属被认为是电池转换效率较低的关键原因，因此关于铸造多晶硅中缺陷和杂质规律的研究，以及工艺中采用合适的吸杂，钝化工艺是进一步提高铸造多晶硅电池的关键。量产的单晶硅电池转换效率在17%左右，多晶硅电池转换效率在16%左右。而薄膜电池量产的转换效率为10%左右。

除了常用的单晶、多晶、非晶硅电池之外，多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种: a)硫化镉太阳能电池 b)砷化镓太阳能电池 c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)