太阳能电池

太阳能电池也被称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种直接利用太阳光发电的光电半导体片。只要被满足一定光照条件的光照射，瞬间就能输出电压，产生电流。物理学上称之为太阳能光伏（光伏,缩写为产品鉴定生产验证），简称光伏。

太阳能电池

太阳能电池是通过光电效应或光化学效应将光能直接转化为电能的器件。以光电效应工作的晶体硅太阳能电池是主流，而以光化学效应工作的薄膜电池和太阳能电池还处于起步阶段。

数据显示，2012年，中国 美国太阳能电池继续保持产量和性价比优势，国际竞争力日益增强。

随着太阳能电池产业的不断发展，产业竞争也在加剧，大型太阳能电池企业之间的并购和资本运作越来越频繁国内优秀的太阳能电池厂商越来越重视行业市场的研究，尤其是对行业发展环境和产品购买者的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的太阳能电池品牌迅速崛起，逐渐成为太阳能电池行业的领头羊。

术语“光生伏特（光伏学）它来自希腊语，意思是光、伏特和电，来自意大利物理学家亚历山德罗·伏特和安培的名字，在亚历山德罗·伏特以后“伏特”它被用作电压单位。

在太阳能发展史上，光照射在材料上造成的“光起电力”行为早在19世纪就被发现了。

1839年，光伏效应被法国物理学家a.E.贝可勒尔发现。1849年术语“光－伏”才出现在英语中。

1883年，CharlesFritts成功地制备了第一块太阳能电池。查尔斯用覆盖了极薄金层的硒半导体形成半导体金属结，器件只有1%的效率。

在20世纪30年代，相机的曝光表广泛使用光伏行为的原理。

1946年，罗素申请了制造现代太阳能电池的专利。

20世纪50年代，随着对半导体物理性质的逐渐了解和加工技术的进步，在美国贝尔实验室发现硅掺杂一定量的杂质后对光更加敏感后，第一块太阳能电池于1954年在贝尔实验室诞生。太阳能电池技术的时代终于到来了。

自20世纪50年代以来，美国发射的卫星都使用太阳能电池作为能源。

在20世纪70年代的能源危机中，世界各国意识到了能源发展的重要性。

1973年，出现了石油危机，人们开始将太阳能电池的应用转向普通人 的生计。

在美国、日本和以色列等国家已经使用了大量的太阳能装置，并朝着商业化的目标前进。

在这些国家中，美国建立了世界 1983年，美国加利福尼亚州最大的太阳能发电厂建成，发电量高达1600万瓦。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和南部非洲的其他国家也设立了项目，鼓励偏远农村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。

推广太阳能发电最积极的国家是日本。1994年，日本实施补贴和奖励措施，推广每户3000瓦“商用并行太阳能光伏能源系统”第一年，政府补贴了49个%资金以后，补贴会逐年减少。商用并行太阳能光伏能源系统”阳光充足时，太阳能电池为自身负载提供电力，如果有多余的电力，会单独储存。当发电量不足或不发电时，所需电力将由电力公司提供。到1996年，日本有2600户家庭安装了太阳能发电系统，总装机容量为800万瓦。一年后，安装了9400个，总装机容量为32兆瓦。随着环保意识的提高和政府补贴制度，估计日本国内太阳能电池的需求也将快速增长。

在中国，太阳能发电行业也得到了政府的大力鼓励和补贴。2009年3月，财政部宣布计划对太阳能光伏建筑等大型太阳能项目进行补贴。

太阳照在半导体p上-在结中，一个新的空穴形成了-电子对，在rect/rectrect/rectrect/复制矩形图像失败您可以插入图像来添加查看操作路径/path在结内建电场的作用下，光生空穴流向P区，光生电子流向N区，电路接通后产生电流。这就是光伏太阳能电池的工作原理。

太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换模式，另一种是光—电直接转换方式。

光—热—电转换

光—热—电转换方法利用太阳辐射产生的热能发电一般是通过太阳能集热器将吸收的热能转化为工质蒸汽，然后驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热热的转换过程；后一个过程是热—电转换的过程和普通的火力发电是一样的。太阳能热发电的缺点是效率低，成本高据估计，其投资至少比普通火电厂贵5 ~ 10倍。一个1000MW的太阳能热电站需要投资2025亿美元，1kW平均投资20002500美元。所以只能在特殊场合小规模利用，大规模利用在经济上不经济，无法与普通火电厂或核电站竞争。

光—电直接转换

太阳能电池发电是根据特定材料的光电特性制成的。黑体(如太阳)辐射出不同波长(对应于不同频率)电磁波，如红外线、紫外线、可见光等等。当这些射线照射到不同的导体或半导体上时，光子与导体或半导体中的自由电子相互作用，产生电流。射线的波长越短，频率越高，其能量就越高例如，紫外线的能量比红外线高得多。然而，并不是所有波长的辐射能都能转换成电能值得注意的是，光电效应与辐射的强度无关，只有当频率达到或超过能产生光电效应的阈值时才会产生电流。能使半导体产生光电效应的光的最大波长与半导体的带隙有关，例如晶体硅的带隙在室温下约为1.155eV，所以只有波长小于1100nm的光才能使晶体硅产生光电效应。太阳能电池发电是一种可再生的环保发电方式，不会产生二氧化碳等温室气体，不会污染环境。按材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中，硅电池又分为单晶电池、多晶电池和非晶硅薄膜电池。太阳能电池最重要的参数是转换效率在实验室研制的硅基太阳能电池中，单晶硅电池的效率为25.多晶硅电池的效率是20.4%CIGS薄膜电池的效率达到19.6%CdTe薄膜电池的效率为16.7%，非晶硅（无定形硅）薄膜电池的效率是10.1%

太阳能电池是一种可以转换能量的光电元件，其基本结构是由P型和N型半导体组合而成。半导体最基本的材料是“硅”它不导电，但是如果在半导体中掺入不同的杂质，就可以做成P型和N型半导体，然后P型半导体就有了一个空穴(p型半导体少了一个带负电荷的电子，可以看作是多了一个正电荷)一个自由电子与N型半导体之间存在电位差产生电流，所以当太阳光照射时，光能会激发硅原子中的电子，产生电子和空穴的对流这些电子和空穴将分别被N型和P型半导体吸引并聚集在两端。这时候如果外面接电极形成回路，这就是太阳能阳极电池发电的原理。

简单来说，太阳能光伏发电的原理就是利用太阳能电池吸收

rect/rectrect/rectrect/复制矩形图像失败您可以插入图像来添加查看操作路径/path

波长(针对硅晶)阳光直接将光能转化为电能，是一种发电方式。

因为太阳能电池产生的电是直流电，如果需要为家用电器或各种电器提供电力，就需要安装直流电/交流电转换器，用交流电代替，可以给家庭用电或工业用电供电。

太阳能电池的充电发展太阳能电池用于消费品时，大多存在充电问题以往一般采用镍氢或镍镉干电池作为充电对象，但镍氢干电池不耐高温，镍镉干电池存在环境污染问题。随着超级电容器的快速发展，容量大，面积缩小，价格低廉，一些太阳能产品开始采用超级电容器作为充电对象，从而改善了太阳能充电的诸多问题：

充电较快速，使用寿命在5次以上，充电温度范围宽，减少太阳能电池的数量(可低压充电)

太阳能电池组件的组成及各部分的功能——

1）钢化玻璃用于保护发电主体（如电池片）需要选择透光度：1.透光率必须高（一般91%以上）2.超白钢化处理。

2）EVA用于钢化玻璃和发电主体的粘接固定（如电池片）透明EVA的质量直接影响模块的使用寿命暴露在空气中的EVA容易老化发黄，从而影响模块的透光率，进而影响模块的发电质量除了EVA本身的质量之外，模组厂商的层压工艺也有很大的影响，比如EVAEVA与钢化玻璃的附着力差、背板粘合强度不足会导致EVA过早老化，影响模组的使用寿命。主要是将发电主体和背板粘合封装。

3）太阳能电池的主要功能是发电，晶体硅太阳能电池是发电市场的主流、薄膜太阳能电池各有利弊。晶体硅太阳能电池设备成本相对较低，光电转换效率高，适合在室外太阳光下发电，但消耗和电池成本较高；薄膜太阳能电池消耗和电池成本低，弱光效果优异，在普通光线下也能发电，但相对设备成本较高，光电转换效率是晶体硅电池的一半以上，如计算器上的太阳能电池。

4）背板作用，密封、绝缘、防水（一般都用TPT、TPE和其他材料必须抗老化，大多数部件制造商都有25年的保修期钢化玻璃和铝合金一般都可以，关键在于背板和硅胶能不能达到要求。

5）铝合金保护层压板，起到一定的密封作用、支撑作用。

6）接线盒保护整个发电系统，并作为电流中继站如果模块短路，接线盒会自动断开短路的电池串，防止整个系统被烧坏接线盒中最重要的是二极管的选择，根据模块中电池的类型不同，对应的二极管也不同。

7）硅酮密封功能用于密封组件和铝合金框架、组件和接线盒之间的连接。有些公司使用双面胶带、泡棉替代硅胶，在国内广泛使用该工艺简便易行，成本很低。

太阳能电池的基本特征是太阳能电池的极性、太阳能电池的性能参数、太阳能环保电池的伏安特性三个基本特性。具体解释如下

1、太阳能电池的极性

硅太阳能电池一般由p/N型结构或N+/P型结构P和N代表太阳能电池的前照明层的半导体材料的导电类型;n和P表示太阳能电池的背衬底的半导体材料的导电类型。太阳能电池的电特性与用于制造电池的半导体材料的特性有关。

2、太阳能电池的性能参数

太阳能电池的性能参数由开路电压决定、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能的标志。

3太阳能电池的伏安特性

P-n结太阳能电池包括形成在表面上的浅P-N结、条形和指状前欧姆接触、覆盖整个背面的背面欧姆接触和正面上的抗反射层。当电池暴露在太阳光谱下时，能量小于禁带宽度的光子对电池的输出没有贡献。能量大于禁带宽度的光子会对电池输出有贡献，能量小于能量的会以热量的形式消耗掉。因此，在太阳能电池的设计和制造中，必须考虑这种热量对电池稳定性的影响、寿命等的影响。

1、开路电压

开路电压UOC：也就是说，太阳能电池放置在AM1中.5光谱条件、在光源强度的照射下，太阳能电池两端开路时的输出电压值。

2、短路电流

短路电流ISC：就是把太阳能电池放在AM1里.5光谱条件、在光源强度的照射下，输出端短路时，流经太阳能电池两端的电流值。

3、最大输出功率

太阳能电池的工作电压和电流随负载电阻而变化将工作电压和电流的曲线对应不同的电阻值，可以得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选定的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，则可获得最大输出功率，用符号Pm表示。此时的工作电压和电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Um和im表示。

4、填充因子

太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF（填充因子）它是最大输出功率与开路电压和短路电流的乘积之比。

FF：它是衡量太阳能电池输出特性的一个重要指标，它代表了太阳能电池在最佳负载时所能输出的最大功率它的值越大，太阳能电池的输出功率就越大。FF的值总是小于1。串、并联电阻对填充因子有很大影响。串联电阻越大，短路电流降低得越多，填充因数降低得越多；分流电阻越小，分流电流越大，导致开路电压下降越多，填充因数下降越多。

5、转换效率

太阳能电池的转换效率是指当最优负载电阻接入外回路时的最大能量转换效率，等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。太阳能电池的光电转换效率是衡量电池质量和技术水平的重要参数，与电池的结构有关、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子的辐射损伤与环境变化有关。

太阳能交流发电系统由太阳能电池板组成、充电控制器、逆变器和蓄电池组合在一起；太阳能DC发电系统不包括逆变器。为了使太阳能发电系统为负载提供足够的电力，需要根据用电器的功率合理选择元器件。让 s以100W输出功率，每天使用6小时为例介绍计算方法：

1.首先，我们应该计算每天消耗的瓦特小时数(包括逆变器的损耗)

如果逆变器的转换效率是90%，那么当输出功率为100W时，实际输出功率应该是，如果每天使用5小时，耗电量按太阳能电池板计算：

按照每天6小时的有效日照时间，并考虑充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为70%是太阳能电池板在充电过程中使用的实际功率。

太阳能电池主要以半导体材料为主，其工作原理是光电材料吸收光能，然后发生光电转换反应根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、用无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、由铜铟硒和其他多组分化合物制成的电池；3、功能高分子材料太阳能电池；4、纳米晶体太阳能电池等。

应用现状

根据Dataquest的统计，全球有136个国家正在掀起普及太阳能电池的热潮，其中有95个国家正在大规模开展太阳能电池的研发工作，并积极生产各种相关的节能新产品。1998年全世界生产的太阳能电池总发电量达到1000兆瓦，1999年达到2850兆瓦。根据欧洲光伏产业协会EPIA 2008年的预测，如果2007年全球装机容量为2.4GW在2010年全球年装机容量将达到6.9 GW，2020年和2030年将分别达到56GW和281GW，2010年全球累计装机容量为25.4GW，预计2020年将达到278GW，2030年将达到1864GW。全球太阳能和太阳能公司美国电池产量的年复合增长率为47%的速度快速增长，2008年产量达到6.9GW。

许多国家正在制定中长期太阳能发展计划，以在21世纪大规模发展太阳能美国能源部启动了国家光伏计划，日本启动了阳光计划。NREL光伏计划是美国国家光伏计划的重要组成部分，重点是单晶硅和先进器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏模块和系统性能

和工程、光伏应用市场开发等五个领域开展研究工作。

美国还推出了'太阳能路灯计划'目的是将美国一些城市的路灯改为太阳能供电按照计划，每盏路灯每年可节电800度。日本也在实施太阳能'7万套工程计划'日本要普及的太阳能住宅发电系统主要是安装在住宅楼顶的太阳能电池发电设备，家庭使用的多余电力也可以出售给电力公司。一个标准家庭可以安装一个产生3000瓦的系统。欧洲将太阳能电池的研发纳入著名的'尤里卡'高科技计划，推出10万套工程计划'这些主要侧重于普及光伏电池的应用'太阳能工程'规划是推动太阳能光伏产业大发展的重要动力之一。

日本、韩国和欧洲的八个国家决定合作建设世界 亚洲内陆和非洲沙漠地区最大的太阳能发电站他们的目标是有效利用约占全球陆地面积的沙漠地区的长期日照资源，为30万用户提供100万千瓦的电力。该计划将于2001年开始，历时四年完成。

美国和日本在世界光伏市场上占有最大的市场份额。美国有世界上最大的光伏电站，功率7MW，日本也建了1MW的光伏电站。全世界有23万个光伏设备，以色列、澳大利亚、新西兰领先。

自20世纪90年代以来，全球太阳能电池行业一直以15%增长率一直在持续发展。美国Dataquest发布的最新统计和预测报告显示、1998年，日本和西欧工业化国家对太阳能研究和发展的总投资达到570亿美元；1999年为646亿美元；2000年为700亿美元；2001年将达到820亿美元；预计2002年将超过1000亿美元。

2022年6月30日，德国和比利时研究人员共同开发出一种新的钙钛矿/铜铟二硒化物（CIS）串联太阳能电池的光电转换效率接近25%，是目前为止同类产品的最高值。这种太阳能电池灵活轻便用途广泛，有望应用于车辆、在便携式设备和可折叠设备中。

中国现状

中国非常重视太阳能电池的研发早在七五期间，非晶硅半导体的研究就被列入了国家重大课题；在第八个五年计划和第九个五年计划期间，中国的研究和发展重点是大面积太阳能电池。2003年10月，国家发展和改革委员会、科技部制定了未来五年太阳能资源发展规划，国家发改委'光明工程'将筹集100亿元用于推广太阳能发电技术的应用，计划到2015年中国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。中国已经成为世界美国最大的光伏产品制造商在中国 s即将到来《新能源振兴规划》年，我国光伏发电装机容量计划在2020年达到20GW，为1.8GW的10倍以上。

2002年，国家有关部委启动了'西部省份无电农村供电方案'通过太阳能和小型风力发电，可以解决西部七省农村无电的问题

用电问题。这个项目的启动极大地刺激了太阳能发电行业，国内已经建成了多条太阳能电池封装线，大大提高了太阳能电池的年产量。据专家称预测，中国光伏市场年需求量为5 MW，20012010年将达到10MW从2011年开始，中国光伏市场的年需求量将超过20MW。

2009年，根据龚欣提供的报告，国务院指出多晶硅产能过剩，但实际行业并不认可科技部已经表态多晶硅产能不过剩。

太阳能电池的应用已经从军事领域开始、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器和公共设施，特别是在偏远地区、高山、沙漠、用于岛屿和农村地区，以节省昂贵的输电线路。但是现阶段它的成本还是很高，需要投入几万块钱才能产生1kW的电力，所以它的大规模使用在经济上还是受到限制的。

市面上卖的光伏电池都是单晶硅生产的，主要是单晶硅。由于单晶硅电池的生产能耗较大，有专家认为现有单晶硅电池的能耗大于其生命周期内捕获的太阳能，毫无价值。最乐观的估计是，使用单晶硅电池获得的太阳能要大于其生产消耗的能源，还需要10年左右的时间。单晶硅是通过还原熔化石英砂并提拉单晶得到的。生产过程消耗大量能源，产生大量有毒有害物质，造成严重的环境污染。国外已经转到中国生产了。中国各地都建起了单晶硅和单晶硅电池的生产线。

然而，我们不 我不知道光伏电池的生产技术。单晶硅光伏电池的生产技术虽然已经非常成熟，但是还在不断发展，其他的光伏电池技术也在不断涌现。光伏电池的成本和光电转换效率离真正的市场化还很远，光伏电池市场主要依靠各国政府的财政补贴。欧洲市场对光伏发电的补贴高达每千瓦时1元多。未来要想让光伏电池得到广泛应用，就必须不断提高光伏电池的效率和生产成本，而在这个过程中，生产技术和产品也会不断更新。它的更换周期很短，只有3－5年。光伏电池厂商投资大，回收期长由于技术更新快，国内企业如果不掌握技术并及时更新，很快就会被淘汰，可能无法收回投资。

然而，从长远来看，随着太阳能电池制造技术的提高和新的光—随着电转换装置的发明，各国的环保以及对可再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能量的一种实用方法，这将为人类未来大规模利用太阳能开辟广阔的前景。

根据结晶状态，太阳能电池可分为结晶薄膜型和非晶薄膜型（以下表示为a-有两大类，前者又分为单晶和多晶。

按材质可分为硅膜状、化合物半导体薄膜形状和有机薄膜形状，并且化合物半导体薄膜形状分为无定形形状（ⅢV族（ⅡⅥ族（和磷化锌(等。

太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多组分化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶体太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池最为成熟，在应用中占据主导地位。

硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、有多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术最成熟。实验室最高转换效率为24.7%大规模生产的效率是15%截至2011年，这个数字是18%在大规模应用和工业生产中仍占主导地位，但单晶硅成本高，很难大幅降低成本为了节省硅材料，多晶硅薄膜和非晶硅薄膜被开发出来作为单晶硅太阳能电池的替代产品。

与单晶硅相比，多晶硅薄膜太阳能电池比非晶硅薄膜太阳能电池成本更低，效率更高，实验室最高转换效率为18%工业规模生产的转化效率为10%截至2011年，这个数字是17%因此，多晶硅薄膜电池将很快在太阳能电池市场占据主导地位。

非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻转换效率高，便于大规模生产，潜力巨大。但由于其材料引起的光电效率下降效应，其稳定性不高，直接影响其实际应用。如果能进一步解决稳定性问题，提高转换率，那么非晶硅太阳能电池无疑将是太阳能电池的主要发展产品之一。

多晶体薄膜

多晶薄膜电池硫化镉、CdTe多晶薄膜电池的效率高于非晶硅薄膜太阳能电池，成本低于单晶硅电池，也易于大规模生产但由于镉有剧毒，会对环境造成严重污染，因此并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代品。

砷化镓（GaAs）III-V复合电池转换效率可达28%GaAs化合物材料具有理想的光学带隙，吸收效率高，抗辐射能力强，对热不敏感，适合制造高效率的单结电池。但是GaAs材料价格高，大大限制了GaAs电池的普及。

铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适用于光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率与多晶硅相同。具有价格低廉、性能好工艺简单将成为未来太阳能电池发展的重要方向。唯一的问题是材料的来源因为铟和硒是比较稀有的元素，所以这类电池的发展必然受到限制。

有机聚合物

用有机聚合物代替无机材料是太阳能电池制造的一个新的研究方向。有机材料由于具有柔韧性好易于制造材料来源广成本低等优点，对太阳能的大规模利用和廉价电力的提供具有重要意义。而有机材料制备太阳能电池的研究才刚刚开始，无论是使用寿命还是电池效率都无法与无机材料相比，尤其是硅电池。能否开发成具有实际意义的产品，还需要进一步的研究和探索。

纳米晶

纳米化学能太阳能电池是新近发展起来的，具有成本低工艺简单性能稳定等优点。其光电效率稳定在10%最重要的是，制造成本只是硅太阳能电池的寿命可以达到20年以上。

这种电池的研发刚刚起步，不久的将来会逐步进入市场。

有机薄膜

有机薄膜太阳能电池是以有机材料为核心的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不太熟悉，这是有道理的。在今天 美国量产的太阳能电池，95%以上为硅基，其余小于5%也由其他无机材料制成。

染料敏化

染料敏化太阳能电池是通过将颜料附着在基板上，然后将其浸泡在电解液中制成的。当颜料被光照射时，产生自由电子和空穴。自由电子被收集，从电极流出进入外电路，经过电器，流入电解液，最后回到颜料。染料敏化太阳能电池的制造成本非常低，这使得它非常具有竞争力。其能量转换效率为12%左右。

塑料电池

塑料太阳能电池使用可回收的塑料薄膜作为原料，可用于“卷对卷印刷”技术大规模生产，成本低、环保。然而，塑料太阳能电池还不成熟预计未来5到10年，基于塑料等有机材料的太阳能电池制造技术将会成熟并大规模投入使用。

单晶硅太阳能最高光电转换效率达到24%这是各种太阳能电池中光电转换效率最高的。然而，单晶硅太阳能电池的生产成本很高，因此不能广泛和普遍地大量使用。在制造成本上，多晶硅太阳能电池比单晶硅太阳能电池便宜，但多晶硅太阳能电池的光电转换效率要低很多此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命比单晶硅太阳能电池短。所以在性价比上，单晶硅太阳能电池略胜一筹。

研究人员发现，一些化合物半导体材料适用于太阳能光伏转换薄膜。例如Ⅲ-V化合物半导体：由这些半导体制成的薄膜太阳能电池显示出良好的光电转换效率。带梯度带隙（导带和价带的能级差异）多元半导体材料可以扩大太阳能的吸收光谱范围，进而提高光电转换效率。石薄膜太阳能电池的大量实际应用显示了广阔的前景。在这些多元半导体材料中，优秀的太阳能吸收材料之一。基于它可以设计出比硅薄膜太阳能电池光电转换效率更高的薄膜太阳能电池，光电转换率可以达到18%

这里简单介绍一下技术的作用，给你一个感性的认识.

封装

流水线也叫封装线，封装是太阳能电池生产的关键步骤没有好的封装工艺，再好的电池也生产不出好的组装板。电池的包装既能保证电池的寿命，又能增强电池的抗冲击强度。产品的高质量和长寿命是赢得客户满意的关键，所以元器件板的封装质量非常重要。

流程

1、电池检测——2、正面焊接—检验—3、背面串接—检验—4、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）(——5)层压——6、去毛边（去边、清洗）(——7)装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）(——8)焊接接线盒——9、高压测试——10、组件测试—外观检验—11、包装入库

质量保证技巧

1、高转换效率、高质量的电池片；

2、高质量的原材料，如：高交联度EVA、高粘结强度封装剂（中性硅酮树脂胶）高透光率高强度的钢化玻璃等；

3、合理的封装工艺

4、员工严谨的工作作风；

因为太阳能电池是高科技产品，生产过程中有一些细节，比如戴手套而不是不戴手套、试剂涂抹要均匀，涂抹要潦草，这很重要，会影响产品质量所以，除了制定合理的生产工艺，员工认真严谨是很重要的。

电池测试

由于电池芯片制造条件的随机性，生产出来的电池具有不同的性能，因此为了有效地将性能相同或相近的电池组合起来，需要根据其性能参数进行分类；电池测试是指测试电池的输出参数（电流和电压）按大小分类。从而提高电池的利用率，制造出合格的电池组件。

正面焊接

汇流条焊接在电池的前面（负极）在主栅线上，汇流条是镀锡铜带，我们使用的焊机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接的热源是红外灯（利用红外线的热效应）焊带的长度约为电池边长的2倍。额外的焊带在背面焊接时与背面电池片的背面电极连接

背面串接

背焊是将36节电池串联起来形成一个组装串采用的过程是手动的电池的定位主要靠一个有36个凹槽的薄膜模具来放置电池芯片凹槽的尺寸对应于电池的尺寸已经设计了凹槽的位置不同的模板用于不同规格的模块操作人员使用电烙铁和焊丝来放置它们“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）这样，36块依次串联在一起，组

成串

引线的正负电极被焊接。

层压敷设

背面串联好，检查合格后，把元器件串起来、玻璃和切割EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次铺设，准备层压。玻璃预先涂上一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA之间的结合强度。铺设时，保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整电池之间的距离，为层压打好基础。敷设层次：由下向上：钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、玻璃纤维、背板）

组件层压

将放好的电池放入层压机中，通过抽真空将模块中的空气抽出，然后加热熔化EVA使电池熔化、玻璃和背板粘合在一起；最后，冷却取出组件。层压过程是模块生产中的关键步骤，层压温度和层压时间根据EVA的性质来确定。当我们使用快速固化EVA时，层压周期时间约为25分钟。固化温度为150℃。

修边

层压时EVA熔化后由于压力向外延伸固化形成毛刺，所以层压后要切断。

装框

类似于在玻璃上放一个框架；玻璃模块上安装铝框，增加模块强度，进一步密封电池模块，延长电池使用寿命。框架和玻璃组件之间的间隙用硅树脂填充。框架由角键连接。

焊接接线盒

在组件背面的引线处焊接一个盒子，以便于电池与其他设备或电池之间的连接。

高压测试

高压测试是指在模块的框架和电极引线之间施加一定的电压，测试模块的耐压和绝缘强度，以保证模块处于恶劣的自然条件下（雷击等）下不被损坏。

组件测试

测试的目的是校准电池的输出功率，测试其输出特性，并确定组件的质量等级。它主要是模拟日光标准试验条件下的试验（STC）通常，电池板所需的测试时间为7-8秒左右。

当天然气、煤炭、石油等不可再生能源需求频繁，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实施“阳光计划”开发太阳能资源寻求经济发展新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国太阳能电池制造业争相投入巨资扩大生产，争夺一席之地。

1994年全球太阳能电池工业-2004年10年增长17倍，太阳能电池生产主要分布在日本、欧洲和美国。2006年，全球太阳能电池安装规模已达1744MW，比2005年增长了195%整个市场的产值已正式突破100亿美元大关。在2007年，全球太阳能和太阳能美国电池产量达到3436兆瓦，比2006年增长565%

中国 美国对太阳能电池的研究始于1958年，80年代末，中国引进了几条太阳能电池生产线，使中国太阳能电池的产能从三个小厂几百千瓦一下子增加到四个.5MW，这个产能一直持续到2002年，产量只有2MW左右。2002年以后，欧洲市场特别是德国市场的迅速扩大，无锡尚德太阳能发电有限公司的出现和超常规发展，给中国光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。

中国已经成为世界上太阳能电池的主要生产国。2007年，全国太阳能电池产量达到1188兆瓦，同比增长293%中国已经成功超越欧洲、日本是世界上最大的太阳能电池生产国。在产业布局上，中国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚趋势。在长三角、环渤海、珠三角、在中西部地区，形成了各具特色的太阳能产业集群。

中国 美国的太阳能电池研究比国外落后20年虽然10多年来国家逐年加大了这方面的投入，但投入仍然不足，与国外的差距还很大。政府应加强政策引导和激励，尽快解决太阳能发电并网和合理定价问题。同时可以借鉴国外的成功经验，用在公共设施上、政府办公楼等领域将强制推广使用太阳能，充分发挥政府的示范作用，促进国内市场尽快启动，健康发展。

在不久的将来，它将在世界能源消费中占据重要地位，不仅将取代一些常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。据估计，到2030年，可再生能源将在总

会在能源结构中占30%上图，世界太阳能光伏发电 美国的总供电量也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占能源消费总量的50%以上，太阳能光伏发电将占总电量的20%以上；到21世纪末，可再生能源将占能源结构的80%以上，太阳能发电将占60%以上。这些数字足以说明太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域的重要战略地位。可见太阳能电池市场前景广阔。

离网发电系统

太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器）对产生的电能进行调节和控制，一方面将调节后的能量送至DC负载或交流负载，另一方面将多余的能量送至蓄电池储存当产生的电力不能满足负载的需求时，太阳能控制器将蓄电池的电能输送给负载。电池充满电后，控制器要控制电池不要过充。当存储在电池中的电能被完全放电时，太阳能控制器应该控制电池不被过度放电以保护电池。当控制器的性能不好时，会极大地影响电池的使用寿命，最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池的任务是储存能量，以保证负载在夜间或雨天用电。3、太阳能逆变器负责将DC转换成交流电用于交流负载。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。因为使用区域比较落后、偏远且维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。此外，由于新能源发电成本高，太阳能逆变器的高效运行也很重要。

太阳能离网发电系统主要产品分类a、光伏组件B、风机C、控制器D、蓄电池组E、逆变器F、风力/光伏发电控制与逆变一体化电源。

并网发电系统

可再生能源并网发电系统是一种光伏阵列、风力发电机和燃料电池产生的可再生能源通过并网逆变器直接反馈到电网的发电系统，无需电池储能。

由于电能直接输入电网，不需要蓄电池，省去了蓄电池的存储和释放过程，从而可以充分利用可再生能源产生的电能，减少能量损耗，降低系统成本。并网发电系统可以利用市电和可再生能源并联作为本地交流负载的电源，降低整个系统的缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公共电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。

太阳能并网发电系统主要产品分类a、光伏并网逆变器b、小型风力发电机并网逆变器c、大型风机变流器（双馈变流器）

染料敏化太阳能电池

染料光敏太阳能电池（Dye-敏化太阳能电池）这是一种新开发的全新太阳能电池。DSsC也称为Grauml;因为它是Grauml在1991年创造的;tzel等人公布的结构与普通光伏电池不同，其基板通常是玻璃或透明柔性聚合物箔（聚合物箔）玻璃上有一层透明导电的氧化物（透明导电氧化物）通常使用FTO，然后生长一层大约10微米厚的多孔纳米尺寸颗粒（大约10 ~ 20纳米）形成一nano-能渗透的薄膜。然后在颗粒上涂上一层染料。通常染料是采用钌多吡啶配合物。除了玻璃和TCO，上电极还镀了一层铂作为电解质反应的催化剂，在两个电极之间，填充了碘化物/三碘化物电解质。虽然DSC电池的最高转换效率约为12%左右（理论最高29﹪但是制造工艺简单，所以一般认为生产成本会大大降低，同时每度电的电费也会降低。

串叠型电池

串叠型电池（串联电池）属于一种新颖原始结构的电池，通过设计多层不同能隙的太阳能电池来实现吸收效率最优化的结构设计。根据理论计算，如果在结构中放置更多层电池，电池效率会逐渐提高，甚至达到50%的转换效率。

光纤太阳能电池

光纤太阳能电池（Fiber-basedsolarcell或者纤维细胞）最早由美国WakeForestUniversity纳米与分子研究中心提出，美国《AppliedPhysicsLetters》年出版（doi:10.1063/1.(3263947)和《PhysicalReviewB》（DOI:10.1103/PhysRevB.84.085206,2011）报纸上报道了这种电池的最新成就。它采用独特的光纤结构，结合有机吸收层，实现了超越平面电池的吸收效率，并被证明可以很好地应用于超光聚光电站。

透明电池

据美国物理学家组织网报道，来自美国能源部布鲁克海文国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家开发出一种新型透明薄膜，可以吸收光线并在大面积内将其转化为电能。这种薄膜由半导体和富勒烯制成，具有微蜂窝结构。相关研究发表在最新一期的《材料化学》杂志上，论文称可以用这种技术开发透明的太阳能电池板，甚至可以用这种材料制作可以发电的窗户。这种材料由掺杂碳富勒烯的半导体聚合物组成。在严格控制的条件下，该材料可以从微米级的六边形结构自组装成覆盖有几毫米大小的微孔结构的平面。

美国布鲁克海文国家实验室多功能纳米材料中心负责这项研究的物理化学家米尔恰说·卡特赖特说，虽然这种蜂窝薄膜是由传统的聚合物材料制成的，（如聚苯乙烯）是类似的过程，但这是第一次以半导体和富勒烯为原料，可以吸收光线产生电荷。

据介绍，该材料之所以能保持外观透明，是因为聚合物链只与六边形的边缘紧密相连，而其余部分的结构相对简单，从连接点向外越来越细。这种结构具有连接的功能，同时吸收光线的能力很强，也有利于传导电流，而其他部分相对较薄，更加透明，主要起到透光的作用。

研究人员以一种非常独特的方式编织这种蜂窝薄膜：首先，在含有聚合物和富勒烯的溶液中加入一层非常薄的微米级水滴。这些水滴在与聚合物溶液接触后会自组装成一个大的阵列，当溶剂完全蒸发后，会形成一个大的六边形蜂窝状平面。此外，研究人员发现，聚合物的形成与溶剂的蒸发速率密切相关，而溶剂的蒸发速率又决定了最终材料的电荷转移速率。溶剂蒸发越慢，聚合物结构越紧密，电荷转移速度越快。

这是一种成本低效益显著的制备方法，从实验室应用到大规模商业化生产潜力巨大。卡特莱特说。

通过扫描探针电子显微镜和荧光共聚焦扫描显微镜，研究人员确认了新材料蜂窝结构的均匀性，并研究了其不同部分（边缘、中心、节点）测试了光学性质和电荷产生。

卡特莱特表示：我们的工作使人们对蜂窝结构的光学特性有了更深入的了解。下一步，我们计划将这种材料应用于透明柔性太阳能电池等设备的制造，推动这种蜂窝薄膜尽快进入实用阶段。

金属氧化物太阳能电池

美国斯坦福大学研究人员最近的一项研究发现，加热铁锈等金属氧化物可以提高特定太阳能电池的转换效率和储能效率。

斯坦福大学的研究人员在不同温度下测试了三种金属氧化物，即钒酸铋、氧化钛和氧化铁，结果超出预期：当温度升高时，电子通过这三种氧化物的速度增加，产生的氢和氧的量也相应增加。当金属氧化物被阳光加热时，产生的氢气可以翻倍。

综合利用热能和太阳光，金属氧化物作为转换材料，借助水分子的分解，高效储存太阳取之不尽的能量，按需供能。

美国商务部提高了从中国出口到美国的太阳能电池产品的反补贴税，但维持或降低了此类产品的反倾销税。这一案件加剧了中美之间的贸易紧张。

这一案件也使美国的太阳能产业出现了分化（一个阵营是在美国有大规模制造业务的企业，另一个阵营是依赖中国 美国产品出口到美国）

周三，美国商务部表示，将对进口太阳能电池产品征收14的关税.78%至15.97%要看具体的制造企业）反补贴税明显高于3月份宣布的25.9%至4.73%的初裁关税。然而，美国商务部也决定维持或降低其5月宣布的反倾销关税（鉴于美方认为定价不公平的进口产品）

从中国购买太阳能电池到美国的公司联盟——公平价格太阳能运动(太阳能活动)的主席基格·沙(JigarShah)表示：我们高兴地看到，商务部并没有在初裁的基础上大幅提高关税。

但此案（美国 中国在可再生能源行业的首次反倾销行动）仍然是美国和中国关系紧张的根源。中国宣布对从美国进口的太阳能电池原材料多晶硅进行反倾销调查。

这一案件也凸显了美国 所谓的中国和越南“非市场经济体”对同类进口产品征收反补贴税和反倾销税的争议做法；在暂停这项业务23年后，乔治·W·布什(GeorgeW.Bush)政府在2007年重启了这项政策。美国一家联邦法院曾宣布这种做法非法，但后来美国国会通过了相关立法，推翻了法院 的裁决。

九月，美国总统巴拉克·奥巴马(巴拉克奥巴马)宣布在世贸组织(WTO)对中国提起诉讼、就在中国被指控向汽车零部件行业提供非法出口补贴的同一天，中国在世贸组织对美国的新法律提起诉讼。

由总部位于德国的SolarWorld公司开发（其美国业务率先敦促征收上述进口关税）一些领先企业呼吁欧盟对中国的太阳能产品征收类似关税。然而，欧盟案件的前景在8月份发生了变化，因为德国总理安吉拉·默克尔(安格拉 马克尔)在当月访华期间，她表示更倾向于通过谈判达成解决方案。

太阳能电池的材料有很多种，包括非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2和其他半导体、或三五族、简而言之，二六组元素所链接的物质，就是太阳能电池发光后发电所要寻找的物质。

电动汽车太阳能充电站主要是通过不同的工艺和方法测试对光的反应和吸收，实现宽能隙组合和短波或长波完全吸收的革命性突破，从而降低材料成本。

太阳能电池也有衬底型或薄膜型等类型，在工艺上可以将衬底分离成单晶型、或者在相互溶解后冷却形成多晶块膜型可以更好的和建筑结合，比如曲率或者柔韧性、折叠型，非晶硅是常用的材料。还有一个有机或者纳米材料的研发，还是前瞻性的研发。因此，也就是听到不同代的太阳能电池：第一代基板硅晶(硅基的)第二代为薄膜(东西电影)第三代新概念研发(新闻概念)第四代复合膜材料。

第一代太阳能电池发展时间最长，技术最成熟。可分为，单晶硅(单晶硅)多晶硅(多晶硅)非晶硅(无定形硅)应用方面，单晶硅和多晶硅是前两者的大头。

第二代薄膜太阳能电池是用薄膜工艺制造的。类型可分为碲化镉(CadmiumTellurideCdTe)铜铟硒化物(硒化铜铟)铜铟镓硒化物(铜铟镓硒)砷化镓(镓砷化合物)

第三代电池与上一代电池最大的不同是在工艺中引入了有机物和纳米技术。有光化学太阳能电池、染料敏化太阳能电池、聚合物太阳能电池、纳米晶体太阳能电池。

第四代是把电池的吸光膜做成多层结构。

某种电池制造技术。例如，在多晶硅工艺中，不仅可以制造一种类型的电池，还可以制造硅晶片型和薄膜型电池。

聚合物太阳能电池材料

常见的聚合物太阳能电池材料是聚乙烯咔唑(PVK)聚乙炔(PA)聚对苯撑乙烯(PPV)以及聚噻吩(PTh)

1）聚乙烯基咔唑(PVK)

在具有光电活性的聚合物中，发现得最早、研究最充分的是PVK，它的侧基上有一个大的电子共轭系统，可以吸收紫外光。激发的电子可以通过相邻咔唑环形成的电荷复合体自由迁移。通常用硝基芴酮(TNF)和硝基茋苯衍生物四氰醌(TCNQ)等对其进行掺杂。

2）聚乙炔（PA）

它是迄今为止测量到的电导率最高的电子聚合物。其聚合方法主要有白川英树法、Namm方法、达勒姆法和稀土催化体系。白川英树使用高浓度的齐格勒-纳塔催化剂，即TiOBu4-A1Et3，从气相乙炔开始，直接制备了具有金属光泽的自支撑聚乙炔薄膜；在取向的液晶基板上形成膜，PA膜也高度取向。Narrman方法的特征在于其对聚合催化剂的敏感性“高温陈化”因此，聚合物的力学性能和稳定性明显提高。

3）聚对苯撑乙烯(PPV)

近年来，应用最广泛的是光电领域、效率最高的器件是PPV材料。因为是共轭结构，分子链非常刚性，往往难熔不溶，难以加工。获得可溶性PPV的方法是在苯环上引入至少一个长链烷烃。烷烃的碳数至少大于6。还发现支链取代基的溶解性比相同碳数的直链烷烃好。代表材料是MEH-PPV（MEH;2-methoxy-5(2’乙基己氧基)它具有良好的溶解性，使用方便；禁带宽度为2.1eV，比较适中。

4）聚噻吩(PT)衍生物

在所有共轭聚合物中，聚噻吩是一种优异的光伏材料，由于其合适的带隙和较高的空穴迁移率，成为有机光伏材料的研究热点之一。其中，聚具有规则的区域(3-己基)噻吩(P3HT)而可溶性C60衍生物PCBM作为活性层，在热处理下光伏器件的能量转换效率最高，能量转换效率达到了5%左右。因此，设计合成新的聚噻吩衍生物，研究聚噻吩的结构与性能的关系，通过结构修饰改善聚噻吩衍生物的性能，已经引起了研究者的关注。从光伏材料的角度来看，这些聚噻吩衍生物应该具备最基本的性质：溶解性和成膜性好，吸收光谱宽(尤其在可见光区)和高载流子迁移率。