太阳能电池简析

刘海清，许 飞

（华东理工大学，上海 200237）

太阳能电池简析

刘海清，许 飞

（华东理工大学，上海 200237）

探讨了其他能源无法比拟的太阳能电池的原理、表征参量、当今的几种太阳能电池、产业现状及其发电应用前景。

太阳能电池；原理；表征参量；种类；产业现状；应用前景

当煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能电池，也称为光伏电池，是将太阳光辐射能直接转化为电能的器件。每年到达地球表面的太阳辐射能相当于130万亿吨煤，其总量在当今世界上开放的能源中占比最大［1］。世界上第一块实用型半导体太阳能电池是美国贝尔实验室于1954年研制的，开启了太阳能电池的新纪元［2］。

1 太阳能电池原理

太阳能电池是一种可以直接将太阳转换为电能的器件［3］。太阳能电池结构（以晶体硅为例）:当硅晶体中掺入硼时，就会存在着一个空穴。同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N型半导体。晶体硅太阳能电池是以硅半导体材料制成大面积PN结，即在约10 cm×10 cm面积的P型硅片上用扩散法制作出一层很薄的经过重掺杂的N型层。然后在N型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极。在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极，并在整个表面上覆盖一层减反射膜以减少光的反射损失［4-5］。……