摘要：介绍了太阳能电池的种类和工作原理，列举了太阳能电池的一些应用例子。关键词：太阳能电池；种类；原理；应用
太阳能一般指太阳光的辐射能量。
太阳能电池是指通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。1.太阳能电池的种类
1.1.硅太阳能电池
硅太阳能电池又分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种，其中单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。
由于单晶硅太阳能电池的成本较高，为了节省高质量材料，薄膜太阳能电池就成了单晶硅电池的替代产品，其中以多晶硅薄膜太阳能电池和非晶体硅薄膜太阳能电池为典型代表【2】。
1.2.多元化合物薄膜太阳能电池
多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，主要有砷化镓III-V族化合物电池、硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池和铜铟硒薄膜电池。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶体硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，也易于大规模生产。但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。
GaAs属于III-V族化合物半导体材料，具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，转换效率可达28%，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了GaAs电池的普及。
CIS作为太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉、性能良好、工艺简单和不存在光致衰退问题等优点，将成为今后太阳能电池发展的一个重要方向，唯一的是材料的来源问题，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展必然受到限制【2】。
1.3.纳米晶太阳能电池
纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的，优点在于其廉价的成本、简单的工艺及稳定的性能，其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10，寿命能达到20年以上【2】。
1.4.有机太阳能电池
以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。目前有机太阳能电池的研究属于起步阶段，在使用寿命和电池效率性能上都不能和无机材料特别是硅电池相比【1】。
2.硅p-n结太阳能电池的工作原理
利用太阳能发电目前有两种办法：一是利用太阳能加热液体，使之变成气体用以驱动涡轮机发电；另一种就是太阳能电池。
太阳能电池是根据半导体光伏效应制成的将太阳辐射能直接转换为电能的转换器件。用这种器件封装成太阳能电池组件，再按需要将多块组件组合成一定功率的太阳能电池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流-交流变换装置等相配套，即构成太阳能电池发电系统，也称之为光伏发电系统。
硅p-n结太能电池是由在表面形成的浅p- n结、正面的梳状电极、覆盖整个背面的欧姆接触和正面的抗反射涂层四部分构成，如图1所示。p区的空穴向n 区扩散，n区的电子向p区扩散，引起p区负电荷，n区正电荷，在p-n交界面附近的一个区域(结区，或称耗尽区)内形成电场，称为内建电场，如图2所示。图中
左侧为n区，右侧为p区，纵坐标为电子能量。电子能量越高，电势越低。n区电势比p区电势高，电场方向由n区指向p区。当光电池受到太阳光照时，能量大于构成p-n结的半导体材料的禁带宽度E g的光子将价带电子激发到导带，同时在价带中产生空穴，它们都称为光生载流子。在p-n结的结区，光生电子和空穴被内建电场分别推到势垒的n、p区边沿，然后向各自的内部扩散，在两端形成电压，这就是光伏效应。若在p-n结两端接入外电路，该光生电压就可形成电流。从外电路来看，发生光伏效应的那个p-n结就是一个电源，即光电池【3】。
图1硅p-n结太阳能电池示意图【3】
图2(a) 太阳光辐照下的硅p- n结太阳能电池能带图；
(b) 太阳能电池的理想等效电路【3】
3.太阳能电池的应用举例
太阳能作为一种无污染、用之不竭的新能源，在近几十年来得到的极大的发展。其中以太阳能电池为代表的太阳能利用，使得这种绿能源在人们生活的能耗中扮演着一个重要的角。
目前，太阳能电池已广泛应用于工业、农业、商业、通信、军事、航天等领域，还包括家用电器以及公用设施。太阳能电池的应用主要可分为3种类型：并网型、离网型和消费类电子产品【4】。
太阳能电池的应用举例：
1)通讯：
太阳能公用电话亭、太阳能汽车站GPS指示牌、高速公路故障求助电话、太阳能水位远传系统、太阳能测温远传仪器等。
2)交通：
火车道口的太阳能警示信号仪、高速公路护栏上的太阳能护栏灯、江河湖海上的航标灯等。
3)工农业及日常生活用品：
太阳能洗衣机、太阳能便携电源、太阳能手机充电器、太阳能人体感应路灯、太阳帽上装上太阳能电池板及小型风扇、太阳能电池供电的通风设备、太阳能汽车、太阳能电池草坪灯、公共场所的大型电子钟、太阳能用户系统等【5】。
汽车太阳膜参考文献：
【1】赵书利，叶烽，朱刚. 太阳能电池技术应用与发展[J]. 船电技术，2010，30（4）：47~50.
【2】许伟民，何湘鄂，赵红兵，冯秋红. 太阳能电池的原理及种类[J].发电设备，2011，25（2）：137~140.
【3】李海雁，杨锡震.太阳能电池[J].大学物理，2003，22（9）：36~40.
【4】梁昌鑫，陈孝祺. 太阳能电池现状及其发展前景[N]. 上海电机学院学报，2010，13（3）：182~186.
【5】孟昭渊. 太阳能电池应用.太阳能研究与利用.
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