一、太陽能電池及發電原理
太陽能電池是利用太陽光和材料相互作用直接產生電能的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：矽系材料（單晶矽、多晶矽、非晶矽），化合物半導體（砷化鎵、硒銦銅）等，它們的發電原理基本相同。
發電原理：太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
二、太陽能電池材料發展歷程
太陽能電池材料的發展歷程可以分為以下三個階段。
第一代太陽能電池：包括單晶矽太陽電池和多晶矽太陽電池，從2023年單晶矽太陽電池發明開始到現在，矽材料仍然是目前太陽能電池的主要材料，約佔整個太陽能電池產量的90%。
第二化太陽能電池：是基於薄膜材料的太陽能電池，薄膜技術所需的材料較晶體矽太陽電池少得多，且易於實現大面積電池的生產，是一種有效降低成本的方法，薄膜電池主要有非晶矽薄膜電池、多晶矽薄膜電池、碲化鎘及銅銦硒薄膜電池。
第三代太陽能電池：具有薄膜化、轉換效率高、原料豐富且無毒的特性。目前還在進行概念和簡單的試驗研究，已經提出的第三代太陽能電池主要有疊層太陽電池、多帶隙太陽電池和熱載流太陽電池等。
三、太陽能電池主要分類
目前太陽能電池主要包括晶體矽電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點決定了它們在不同應用中擁有不可替代的地位。晶矽電池依舊是太陽能電池的主流，主要應用於太陽能屋頂電站、商業電站和高土地成本的城市電站，是目前技術最成熟、應用最廣泛的太陽能光伏產品，佔據世界光伏市場80％以上的份額，未來10年晶體矽太陽能電池所佔份額儘管會因薄膜太陽能電池的發展等原因而下降，但其主導地位仍不會根本改變；薄膜電池雖然生產材料**低廉，但一條先進的25mw生產線製造裝置動輒花費近10億元人民幣，幾乎20倍於同等規模晶矽電池製造裝置的投資，這在一定程度上限制了薄膜電池生產的擴大。如果能夠解決轉換效率不高、製備薄膜電池所用裝置**昂貴等問題，薄膜電池會有巨大的發展空間。
1、單晶矽太陽能電池
是以高純的單晶矽棒為原料的太陽能電池，是當前開發得最快的一種太陽能電池。它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用於空間和地面。製造工藝：
將單晶矽棒切成片，一般片厚約0.3公釐。矽片經過拋磨、清洗等工序，製成待加工的原料矽片。
在矽片上摻雜和擴散，形成p>n結。然後採用絲網印刷法，在矽片上做成柵線，經過燒結，同時製成背電極，並在有柵線的面塗覆減反射源，單晶矽太陽能電池的單體片就製成了。單體片經過抽查檢驗，即可按所需要的規格組裝成太陽能電池組件，最後用框架和材料進行封裝。
目前單晶矽太陽能電池的光電轉換效率為15％左右，實驗室成果也有20％以上的。單晶矽大陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟，但由於受單晶矽材料**及相應的繁瑣的電池工藝影響，致使單晶矽成本**居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困難的。
2、多晶矽薄膜電池
是近幾年來太陽能電池研究的熱點。，其轉換效率一般為12%左右，稍低於單晶矽太陽電池，沒有明顯效率衰退問題，並且有可能在廉價襯底材料上製備，其成本遠低於單晶矽電池，而效率高於非晶矽薄膜電池，因此，多晶矽薄膜電池已經在太陽能電池市場上佔據重要地位，不久將會在太陽能電地市場上佔據主導地位。
3、非晶矽薄膜太陽能電池
由於成本低，便於大規模生產，普遍受到人們的重視並得到迅速發展，強生光電的非晶矽薄膜電池組件目前生產成本為每瓦0.85美元（包括折舊費），售價每瓦1美元。強生光電方面預計，2023年強生非晶矽薄膜太陽能元件成本有望降至每瓦0.
55-0.60美元。非晶矽薄膜電池的平均轉換率在6％-7％之間，最高的可到20％以上。
非晶矽太陽能電池由於具有較高的轉換效率和較低的成本及重量輕等特點，有著極大的潛力。但同時由於它的穩定性不高，直接影響了它的實際應用。同等發電量的非晶矽薄膜電池，較晶矽電池的占地面積要大出一倍以上，這也是非晶矽薄膜太陽能電池的瓶頸之一。
4、多元化合物薄膜太陽能電池
為了尋找單晶矽電池的替代品,人們除開發了多晶矽、非晶矽薄膜太陽能電池外，又不斷研製其它材料的太陽能電池。其中主要包括砷化鎵iii-v族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。上述電池中，儘管硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶矽薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶矽電池低，並且也易於大規模生產，但由於鎘有劇毒，會對環境造成嚴重的汙染，因此，並不是晶體矽太陽能電池最理想的替代。
砷化鎵iii-v化合物及銅銦硒薄膜電池由於具有較高的轉換效率受到人們的普遍重視。
5、聚合物多層修飾電極型太陽能電池
在太陽能電池中以聚合物代替無機材料是剛剛開始的乙個太陽能電池製造的研究方向。由於有機材料柔性好，製作容易，材料**廣泛，成本底等優勢，從而對大規模利用太陽能，提供廉價電能具有重要意義。但以有機材料製備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機材料特別是矽電池相比。
能否發展成為具有實用意義的產品，還有待於進一步研究探索。
6、奈米晶tio2太陽能電池
優點在於它廉價的成本和簡單的工藝及穩定的效能。其光電效率穩定在10％以上，製作成本僅為矽太陽電池的1/5－1/10．壽命能達到2o年以上。但由於此類電池的研究和開發剛剛起步，估計不久的將來會逐步走上市場。
四、太陽能電池組件
太陽能電池組件由進口（或國產）單晶（或多晶）矽太陽能電池片串並聯，用鋼化玻璃、eva及tpt熱壓密封而成，周邊加裝鋁合金邊框，具有抗風、抗冰雹能力強、安裝方便等特性。
太陽能電池板元件構成
1、鋼化玻璃
低鐵鋼化玻璃（又稱白玻璃），厚度3.2公釐，在太陽電池光譜響應的波長範圍內（320-1100nm）透光率達90%以上，對於大於1200nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時耐紫外光線的輻照，透光率不下降。
鋼化效能符合國標gb9963-88或者封裝後的元件抗衝擊效能達到國標gb9535-88地面用矽太陽能電池環境試驗方法中規定的效能指標。
2、eva
eva是一種熱融膠粘劑，厚度在0.4公釐-0.6公釐之間，表面平整，厚度均勻，內含交聯劑。
常溫下無黏性且具抗黏性，經過一定調價熱壓便發生熔融粘接與交聯固化，並變的完全透明。固化後的eva能承受大氣變化且具有彈性，它將電池片「上蓋下墊」，將其包封，並和上層保護材料-玻璃，下層保護材料背板（tpt，bbf等），利用真空層壓技術合為一體。另一方面，它和玻璃粘和後能提高玻璃的透光率，起著增透的作用，並對太陽能電池板的輸出有增益作用。
3、太陽能電池片
太陽能電池片是光電轉換的最小單元，尺寸一般為125*125或156*156。太陽能電池片的工作電壓約為0.5v，，一般不能單獨作為電源使用。
將太陽能電池片進行串並聯封裝後，就成為太陽能電池板，其功率一般為幾瓦到幾十瓦，一百瓦到兩百瓦以上，可以單獨作為電源使用。
4、背板
背板就是電池板背面的保護材料，一般有tpt，bbf，dnp等等。這些保護材料具有良好的抗環境侵蝕能力，絕緣能力並且可以和eva良好粘接。太陽電池的背面覆蓋物-氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對電池板的效率略有提高，並因其具有較高的紅外發射率，還可以降低電池板的工作溫度，也有利於電池板的效率。
當然，氟塑料膜首先具有太陽電池封裝所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。
5、接線盒
接線盒一般由abs製成，並加有防老化和抗紫外輻射劑，能確保電池版納在室外使用25年以上不出現老化破裂現象。接線柱由外鍍鎳層的高導電解銅製成，可以確保電氣導通及電氣連線的可靠。接線盒用矽膠粘接在背板表面。
6、鋁合金邊框
邊框採用硬制鋁合金製成，表面氧化層厚度大於10微公尺，可以保證在室外環境長達25年以上的使用，不會被腐蝕，牢固耐用。
五、太陽能電池及元件生產工藝
（一）太陽能電池
流程：1、裝片 2、制絨、清洗 3、噴塗摻雜 4、烘乾 5、擴散 6、去麟玻璃 7、鍍膜 8、絲網印刷 9、燒結 10、雷射邊緣隔離 11、測試分類
（二）太陽能電池組件
封裝：元件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產中的關鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產不出好的元件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強了電池的抗擊強度。
產品的高質量和高壽命是贏得可客戶滿意的關鍵，所以元件板的封裝質量非常重要。
流程：1、電池檢測 2、正面焊接—檢驗 3、背面串接—檢驗 4、敷設（玻璃清洗、材料切割、玻璃預處理、敷設） 5、層壓 6、去毛邊（去邊、清洗） 7、裝邊框（塗膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗餘膠） 8、焊接接線盒 9、高壓測試 10、元件測試—外觀檢驗 11、包裝入庫
六、太陽能電池應用
目前,太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業、商業、農業、 通訊、家用電器以及公用設施等部門，廣泛應用於太陽能照明、燈具、戶用供電、公路交通、建築及光伏電站等領域。尤其可以分散地在邊遠地區、高山、沙漠、海島和農村使用，以節省造價很貴的輸電線路。
太陽能電池知識
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太陽能電池板材料介紹
1.玻璃 超白布紋鋼化玻璃，厚度3.2mm,在太陽電池光譜響應的波長範圍內 320 1100nm 透光率達91 以上，耐紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃作成的元件可以承受直徑25公釐的冰球以23公尺 秒的速度撞擊。2.eva 厚度為 0.5mm的優質eva膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃 tp...