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廣皓天
硅太陽能電池是指以硅為基體材料的太陽能電池。最早的硅太陽能電池是由于人們對將硅用于點接觸整流器產生興趣而出現(xiàn)的。鋒利的金屬接觸對各種晶體的整流特性早在1874年就被發(fā)現(xiàn)。
在無線電技術的早期，這種晶體整流器在無線電接收設備中被廣泛地用作檢波器。但是隨著熱離子管的發(fā)展，這種晶體整流器除在超高頻領域仍被使用外，已經被熱離子管所代替。這種整流器最典型的例子是鎢在硅表面的點接觸。這項技術促進了對硅純度的改良，并且使得人們希望更進一步了解硅的性質。
硅太陽能電池和其他大多數(shù)硅電子器件相比，有其特殊的設計和材料要求。為了獲得高能量轉換效率，硅太陽能電池不僅需要幾乎理想的硅表面鈍化，而且體材料特性也必須具有均勻的高品質。這是因為一些波長的光必須在硅中傳播幾百微米才能被吸收，其產生的載流子還必須仍然能夠被電池收集。
硅太陽能電池的分類
硅太陽能電池是以硅為基體材料的太陽能電池。按硅片厚度的不同，可分為晶體硅太陽能電池和薄膜硅太陽能電池。按材料的結晶形態(tài)，晶體硅太陽能電池有單晶硅(c-Si)和多晶硅(p-Si)太陽能電池兩類；薄膜硅太陽能電池分為非晶硅(a-Si)薄膜太陽能電池、微晶硅(c-Si)太陽能電池和多晶硅(p-Si)薄膜太陽能電池三種。
1、單晶硅太陽能電池
單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。在實驗室里最高的轉換效率為24.7%(理論最高光電轉化效率為25%)，規(guī)模生產時的效率為18%(截至2011年)。在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中仍占據主導地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產品。
2、多晶硅太陽能電池
多晶硅太陽能電池一般采用低等級的半導體多晶硅，或者專門為太陽能電池使用而生產的鑄造多晶硅等材料。與單晶硅太陽能電池相比，多晶硅太陽能電池成本較低，而且轉換效率與單晶硅太陽能電池比較接近，它是太陽能電池的主要產品之一。多晶硅太陽能電池硅片制造成本低，組件效率高，規(guī)模生產時的效率已達18%左右。多晶硅太陽能電池占據主流，除取決于此類電池的優(yōu)異性能外，還在于其充足、廉價、無毒、無污染的硅原料來源，而近年來多晶硅成本的降低更將使多晶硅太陽能電池大行其道。
3、非晶硅薄膜太陽能電池
非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，便于大規(guī)模生產，有極大的潛力。非晶態(tài)硅，其原子結構不像晶體硅那樣排列得有規(guī)則，而是一種不定形晶體結構的半導體。非晶硅屬于直接帶系材料，對陽光吸收系數(shù)高，只需要1μm厚的薄膜就可以吸收80%的陽光。非晶硅薄膜太陽能電池于1976年問世，南于硅原料不足和價格上漲，促進了高效使用硅的技術和非晶硅薄膜系太陽能電池的開發(fā)。非晶硅薄膜電池低廉的成本彌補了其在光電轉換效率上的不足。但是南于非晶硅缺陷較多，制備的太陽能電池效率偏低，且受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實際應用。
微晶硅(μc-Si)薄膜太陽能電池同樣由于光電效率衰退效應致使其性能不穩(wěn)定。發(fā)展受到一定的限制。
多晶硅薄膜太陽能電池是近年來太陽能電池研究的熱點。雖然多晶硅屬于間接帶隙材料，不是理想的薄膜太陽能電池材料，但是隨著陷光技術、鈍化技術以及載流子束縛技術的不斷發(fā)展，人們完全有可能制備出高效、廉價的多晶硅薄膜太陽能電池。
(原標題：硅太陽能電池是什么？硅太陽能電池的分類介紹)
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