太陽(yáng)能電池，又稱光伏電池，是通過(guò)光電效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)換為電能的任何裝置。絕大多數(shù)的太陽(yáng)能電池是用硅制造的，由于材料從非晶態(tài)硅(非晶態(tài))到多晶態(tài)硅(單晶態(tài))，效率提高，成本降低。與電池或燃料電池不同，太陽(yáng)能電池不利用化學(xué)反應(yīng)或需要燃料來(lái)產(chǎn)生電能，而且與發(fā)電機(jī)不同，太陽(yáng)能電池沒(méi)有任何活動(dòng)部件。

太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖

一種常用的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。在許多這樣的電池中，吸收層和后結(jié)層都是由相同的材料制成的。

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太陽(yáng)能電池可以被排列成大組，稱為陣列。這些陣列由成千上萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的電池組成，可以作為中央發(fā)電站，將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能，分配給工業(yè)、商業(yè)和居民用戶。小得多的太陽(yáng)能電池，通常被稱為太陽(yáng)能電池電池板或簡(jiǎn)稱太陽(yáng)能電池板，已被房主安裝在屋頂上，以取代或增加他們的傳統(tǒng)電力供應(yīng)。在許多偏遠(yuǎn)的陸地地區(qū)，太陽(yáng)能電池板也被用來(lái)提供電力，在這些地區(qū)，傳統(tǒng)的電力來(lái)源要么無(wú)法獲得，要么安裝成本高昂。由于太陽(yáng)能電池沒(méi)有需要維護(hù)的移動(dòng)部件，也沒(méi)有需要補(bǔ)充的燃料，所以它為大多數(shù)空間裝置提供電力，從通信衛(wèi)星到氣象衛(wèi)星到空間站。(然而，由于遠(yuǎn)離太陽(yáng)的輻射能會(huì)擴(kuò)散，太陽(yáng)能對(duì)發(fā)射到太陽(yáng)系外行星或星際空間的太空探測(cè)器來(lái)說(shuō)是不夠的。)太陽(yáng)能電池還被用于消費(fèi)產(chǎn)品，如電子玩具、手持式計(jì)算器和便攜式收音機(jī)。在這類裝置中使用的太陽(yáng)能電池可以利用人造光(例如白熾燈和熒光燈)以及陽(yáng)光。

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-40℃最大放電倍率：1C
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國(guó)際空間站

國(guó)際空間站(ISS)是1998年開(kāi)始分段建造的。到2000年12月，部分完成的空間站的主要組成部分包括美國(guó)建造的連接節(jié)點(diǎn)Unity和兩個(gè)俄羅斯建造的單元——zarya，一個(gè)動(dòng)力模塊和Zvezda，最初的生活區(qū)。一艘搭載了國(guó)際空間站第一批3名宇航員的俄羅斯宇宙飛船在茲維茲達(dá)河的盡頭?？?。這張照片是從奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)上拍攝的。

美國(guó)國(guó)家和航天局

雖然總的光電能源生產(chǎn)是微不足道的，它很可能增加，因?yàn)榛剂腺Y源的減少。事實(shí)上，根據(jù)2030年全球能源消耗預(yù)測(cè)計(jì)算，全球能源需求將由太陽(yáng)能電池板滿足，其運(yùn)行效率為20%，覆蓋地球表面約496,805平方公里(191,817平方英里)。由于硅是地殼中第二豐富的元素，對(duì)材料的需求將是巨大的，但也是可行的。這些因素使得太陽(yáng)能的支持者們?cè)O(shè)想未來(lái)的“太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)”，在這個(gè)經(jīng)濟(jì)中，廉價(jià)、清潔、可再生的太陽(yáng)能幾乎可以滿足人類所有的能源需求。

太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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太陽(yáng)能電池，無(wú)論是用在中央發(fā)電站，衛(wèi)星，還是計(jì)算器，都有相同的基本結(jié)構(gòu)。光通過(guò)光學(xué)涂層或防反射層進(jìn)入器件，該光學(xué)涂層或防反射層將光的損失降到最低;它通過(guò)促進(jìn)光線傳輸?shù)较旅娴哪芰哭D(zhuǎn)換層，有效地捕捉照射到太陽(yáng)能電池上的光線。防反射層通常是硅、鉭或鈦的氧化物，通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂層或真空沉積技術(shù)在電池表面形成。

太陽(yáng)能;太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能發(fā)電廠產(chǎn)生兆瓦的電力。電壓是由特殊處理過(guò)的半導(dǎo)體材料如硅制成的太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的。

國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室

在防反射層下面的三個(gè)能量轉(zhuǎn)換層是頂部結(jié)層、構(gòu)成器件核心的吸收層和后結(jié)層。需要另外兩層電接觸層來(lái)將電流輸出到外部負(fù)載并返回電池，從而完成電路。光進(jìn)入的電池表面的電接觸層通常以某種網(wǎng)格的形式存在，并由如金屬這樣的良導(dǎo)體組成。由于金屬阻擋光線，柵格線盡可能的薄和寬間距，而不影響電池產(chǎn)生的電流的收集。背面電接觸層沒(méi)有這種完全相反的限制。它只需要作為一個(gè)電觸點(diǎn)，從而覆蓋電池結(jié)構(gòu)的整個(gè)背面。因?yàn)楹竺娴膶右脖仨毷且粋€(gè)非常好的導(dǎo)電體，它總是由金屬制成。

由于太陽(yáng)光和人造光中的大部分能量在可見(jiàn)的電磁輻射范圍內(nèi)，太陽(yáng)能電池吸收體應(yīng)能有效地吸收這些波長(zhǎng)的輻射。強(qiáng)吸收可見(jiàn)光的材料屬于半導(dǎo)體一類物質(zhì)。厚度在大約百分之一厘米或更小的半導(dǎo)體可以吸收所有入射的可見(jiàn)光;由于接點(diǎn)形成層和接觸層要薄得多，太陽(yáng)能電池的厚度基本上就是吸收器的厚度。太陽(yáng)能電池中使用的半導(dǎo)體材料包括硅、砷化鎵、磷化銦和硒化銅銦。

當(dāng)光線照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，吸收層中的電子從較低能量的“基態(tài)”(電子與固體中的特定原子結(jié)合)被激發(fā)到較高的“激發(fā)態(tài)”(電子可以在固體中移動(dòng))。在沒(méi)有連接形成層的情況下，這些“自由”電子處于隨機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此不可能有定向的直流電。然而，接點(diǎn)形成層的加入，會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)生光電效應(yīng)的內(nèi)置電場(chǎng)。實(shí)際上，電場(chǎng)使流經(jīng)電接觸層的電子集體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入外部電路，在那里它們可以做有用的工作。

為了產(chǎn)生內(nèi)建的電場(chǎng)和攜帶電流，用于兩個(gè)連接點(diǎn)形成層的材料必須與吸收器不同。因此，這些可能是不同的半導(dǎo)體(或相同的半導(dǎo)體具有不同的傳導(dǎo)類型)，或者它們可能是一種金屬和半導(dǎo)體。用于制造不同層次的太陽(yáng)能電池的材料本質(zhì)上與用于制造固態(tài)電子和微電子的二極管和晶體管的材料相同(參見(jiàn)電子學(xué):光電子學(xué))。太陽(yáng)能電池和微電子設(shè)備擁有相同的基本技術(shù)。然而，在太陽(yáng)能電池制造中，人們?cè)噲D建造一個(gè)大面積的裝置，因?yàn)樗a(chǎn)生的能量與照明面積成比例。微電子學(xué)的目標(biāo)當(dāng)然是在半導(dǎo)體芯片或集成電路中制造更小尺寸的電子元件，以增加其密度和運(yùn)行速度。

光伏過(guò)程與光合作用具有某些相似性，光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為植物中的化學(xué)能的過(guò)程。由于太陽(yáng)能電池顯然不能在黑暗中產(chǎn)生電能，因此在許多應(yīng)用中，它們?cè)诠庀庐a(chǎn)生的能量的一部分被存儲(chǔ)起來(lái)，以在沒(méi)有光的情況下使用。儲(chǔ)存這種電能的一種常用方法是對(duì)電化學(xué)蓄電池進(jìn)行充電。將光中的能量轉(zhuǎn)換成受激電子的能量，然后再轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)的化學(xué)能的順序與光合作用的過(guò)程極為相似。

太陽(yáng)能板設(shè)計(jì)

大多數(shù)太陽(yáng)能電池的面積為幾平方厘米，并通過(guò)玻璃或透明塑料的薄涂層保護(hù)其免受環(huán)境影響。由于典型的10厘米×10厘米（4英寸×4英寸）太陽(yáng)能電池僅產(chǎn)生約2瓦的電能（入射到其表面的光能的15％到20％），因此電池通常串聯(lián)在一起以增強(qiáng)電壓或并聯(lián)以增加電流。太陽(yáng)能或光伏（PV）模塊通常由36個(gè)互連的電池組成，這些電池在鋁框架內(nèi)層壓到玻璃上。繼而，這些模塊中的一個(gè)或多個(gè)可被布線并框架在一起以形成太陽(yáng)能電池板。太陽(yáng)能電池板的單位表面積能量轉(zhuǎn)換效率略低于單個(gè)電池，這是因?yàn)榻M件中不可避免的無(wú)源區(qū)域以及電池之間的性能差異。每個(gè)太陽(yáng)能電池板的背面都裝有標(biāo)準(zhǔn)化的插座，因此其輸出可以與其他太陽(yáng)能電池板組合在一起以形成一個(gè)太陽(yáng)能電池陣列。完整的光伏系統(tǒng)可能包括許多太陽(yáng)能電池板，用于容納不同電負(fù)載的電源系統(tǒng)，外部電路和蓄電池。光伏系統(tǒng)大致可分為獨(dú)立系統(tǒng)或并網(wǎng)系統(tǒng)。

太陽(yáng)能電池

一位科學(xué)家檢查了一塊聚合物太陽(yáng)能電池，它比傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池更輕巧，更靈活且更便宜。

帕特里克·阿拉德（PatrickAllard），REA/Redux

獨(dú)立系統(tǒng)包含一個(gè)太陽(yáng)能電池板和一組直接連接到應(yīng)用程序或負(fù)載電路的電池。電池系統(tǒng)對(duì)于補(bǔ)償夜間或陰天條件下電池沒(méi)有任何電力輸出至關(guān)重要。這大大增加了總成本。每個(gè)電池以面板規(guī)格確定的固定電壓存儲(chǔ)直流（DC）電，盡管負(fù)載要求可能有所不同。DC-DC轉(zhuǎn)換器用于提供DC負(fù)載所需的電壓電平，DC-AC逆變器向交流（AC）負(fù)載供電。獨(dú)立系統(tǒng)非常適合于遠(yuǎn)程安裝，在這種情況下，鏈接到中央電站的費(fèi)用過(guò)高。例如抽水作原料，向燈塔，電信中繼站和山間小屋供電。

并網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)兩種方式將太陽(yáng)能電池板與公用電網(wǎng)整合在一起。公用事業(yè)公司在中午高峰期使用單向系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充電網(wǎng)。公司和個(gè)人使用雙向系統(tǒng)來(lái)滿足其部分或全部電力需求，并將多余的電力反饋到公用電網(wǎng)中。并網(wǎng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要蓄電池。但是，由于系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，抵消了相應(yīng)的資本和維護(hù)成本的減少。需要逆變器和附加保護(hù)裝置，以將太陽(yáng)能電池陣列的低壓直流輸出與高壓交流電網(wǎng)連接。此外，當(dāng)住宅和工業(yè)太陽(yáng)能系統(tǒng)將能量回饋至公用電網(wǎng)時(shí)，需要進(jìn)行反向計(jì)量的費(fèi)率結(jié)構(gòu)。

并網(wǎng)太陽(yáng)能電池系統(tǒng)。

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太陽(yáng)能電池板最簡(jiǎn)單的部署是在傾斜的支撐框架或支架（稱為固定支架）上。為了獲得最大效率，固定支架應(yīng)面向北半球的南部或南半球的北部，并且與水平方向的傾斜角應(yīng)比夏季的本地緯度小15度，比夏季的本地緯度大25度。冬季。更為復(fù)雜的部署包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)的跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)不斷調(diào)整面板的方向，以跟隨太陽(yáng)的日常和季節(jié)性運(yùn)動(dòng)。這種系統(tǒng)僅適用于使用帶透鏡的高效聚光太陽(yáng)能電池的大規(guī)模發(fā)電。

從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看，非晶硅非常有吸引力。特別是非晶硅涂層的屋面瓦和其他光伏材料已被引入建筑設(shè)計(jì)中，并用于休閑車、輪船和汽車。

薄膜太陽(yáng)能電池，例如用于太陽(yáng)能電池板的電池，將光能轉(zhuǎn)換為電能。

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太陽(yáng)能電池的構(gòu)造

太陽(yáng)能電池基本上是結(jié)二極管，盡管其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的p-n結(jié)二極管稍有不同。在相對(duì)較厚的n型半導(dǎo)體上生長(zhǎng)非常薄的p型半導(dǎo)體層。然后，我們?cè)趐型半導(dǎo)體層的頂部應(yīng)用一些較細(xì)的電極。

這些電極不會(huì)阻礙光到達(dá)薄的p型層。在p型層的正下方有一個(gè)p-n結(jié)。我們還在n型層的底部提供了一個(gè)集電電極。我們用薄玻璃封裝整個(gè)組件，以保護(hù)太陽(yáng)能電池免受任何機(jī)械沖擊。

太陽(yáng)能電池的工作原理

當(dāng)光到達(dá)p-n結(jié)時(shí)，光子可以通過(guò)非常薄的p型層輕松進(jìn)入結(jié)中。光子形式的光能向結(jié)提供足夠的能量，以創(chuàng)建多個(gè)電子-空穴對(duì)。入射光破壞了結(jié)的熱平衡條件。耗盡區(qū)中的自由電子可以迅速到達(dá)結(jié)的n型側(cè)。

同樣，耗盡層中的孔可以很快到達(dá)結(jié)的p型側(cè)。一旦新產(chǎn)生的自由電子到達(dá)n型側(cè)，由于結(jié)的勢(shì)壘勢(shì)，它不能進(jìn)一步越過(guò)結(jié)。

同樣，新產(chǎn)生的空穴一旦到達(dá)p型側(cè)就無(wú)法進(jìn)一步穿過(guò)結(jié)，成為具有相同勢(shì)壘勢(shì)的結(jié)。隨著電子的濃度在一側(cè)（即結(jié)的n型側(cè)）變高而空穴的濃度在另一側(cè)（即結(jié)的p型側(cè)）變高，p-n結(jié)的行為將像小型電池。設(shè)置一個(gè)稱為光電壓的電壓。如果我們?cè)诮Y(jié)上連接一個(gè)小的負(fù)載，將有很小的電流流過(guò)它。

光伏電池的V-I特性

太陽(yáng)能電池材料

用于此目的的材料的帶隙必須接近1.5ev。常用的材料是-

1.硅

2.砷化鎵

3.碲化鎘

4.二硒化銅銦

太陽(yáng)能電池所用材料的標(biāo)準(zhǔn)

1.必須具有從1ev到1.8ev的帶隙

2.它必須具有高的光吸收率

3.它必須具有高電導(dǎo)率

4.原料必須足夠多，并且原料成本必須低

太陽(yáng)能電池的優(yōu)勢(shì)

1.無(wú)污染

2.它必須持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間

3.無(wú)需維護(hù)費(fèi)用

太陽(yáng)能電池的缺點(diǎn)

1.它具有很高的安裝成本

2.效率低

3.在陰天期間，無(wú)法產(chǎn)生能量，并且在晚上，我們也不會(huì)獲得太陽(yáng)能

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的用途

1.它可以用來(lái)給電池充電

2.用于照度計(jì)

3.它用于為計(jì)算器和手表供電

4.它可用于航天器以提供電能

結(jié)論：盡管太陽(yáng)能電池存在一些不利因素，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些缺點(diǎn)有望克服，因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能板的成本以及安裝成本將降低，因此每個(gè)人都可以努力安裝系統(tǒng)。此外，政府非常重視太陽(yáng)能，因此幾年后，我們可以期望每個(gè)家庭以及每個(gè)電氣系統(tǒng)都由太陽(yáng)能或可再生能源供電。

太陽(yáng)能電池的工作原理是由查爾斯·弗里茨（CharlesFritts）于1883年提出的。用金薄層覆蓋硒材料層。該電池的產(chǎn)率僅為1％，因此更像是“概念驗(yàn)證”。第一個(gè)“現(xiàn)代”硅電池由RussellOhl在1941年開(kāi)發(fā)。自1954年以來(lái)就存在第一塊晶體硅面板，其產(chǎn)率為4％。特別是對(duì)于太空旅行，這些很有趣，因?yàn)閷?duì)于地面應(yīng)用而言，功率太低。在接下來(lái)的幾年中，效率提高到了6％左右。

包含有機(jī)晶體的硅單重態(tài)裂變太陽(yáng)能電池的原理。：M。Künsting/HZB

實(shí)際上，光伏面板是大量電池的集合。電池也稱為光伏電池（光伏系統(tǒng)，英文為PV），其詞義不明確。大多數(shù)電池由一層硅材料制成。

用這種硅制成半導(dǎo)體，在頂部添加一層磷。底部有一層硼（有關(guān)更多說(shuō)明，請(qǐng)參見(jiàn)半導(dǎo)體頁(yè)）。他們將其放置在兩個(gè)玻璃板之間進(jìn)行保護(hù)。

一旦陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能面板上，電子就會(huì)在這種輻射的影響下從面板頂部“脫離”。有一個(gè)帶有相應(yīng)空穴的自由電子。由于不均勻的電荷分布，在界面處會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，因此電子只能以一種方式運(yùn)動(dòng)。

結(jié)果，在面板的頂部和底部之間出現(xiàn)電壓差。如果連接頂部和底部，則電流將流過(guò)電線。由于電池兩端的電壓非常低（僅為半伏），因此面板中通常會(huì)同時(shí)放置幾個(gè)電池。

不同種類

混合逆變器然后必須放置一個(gè)逆變器（變壓器）。逆變器可確保將一系列PV面板的電壓（通常約為24VDC）轉(zhuǎn)換為230V的交流電。

pv電池的另一種類型是所謂的薄膜電池。顧名思義，這些電池比晶體電池薄（100到200倍）。電池具有撓性并且重量輕，使其易于在各種表面上使用。

薄膜太陽(yáng)能電池的效率要低得多（約6％），生產(chǎn)過(guò)程非常復(fù)雜，但是所需的原材料（晶體硅）數(shù)量卻不足。這使得單位面積的電池比晶體電池便宜。但是，這種較低的價(jià)格并不能彌補(bǔ)效率的損失，因此，對(duì)于薄膜電池而言，您沒(méi)有或幾乎沒(méi)有更好的選擇。

有三種類型的可用于光伏電池的硅：?jiǎn)尉Ч瑁嗑Ч韬头蔷Ч?。所謂的Czochralsi工藝可得到單晶硅：將一根棒插入熔融硅的容器中。結(jié)果是由一個(gè)硅晶體組成的圓形切片。

這些電池產(chǎn)量最高，但相對(duì)昂貴。多晶硅是通過(guò)將液態(tài)有機(jī)硅倒入方形而制成的。隨著冷卻，各種各樣的硅晶體會(huì)生長(zhǎng)，但并不是所有硅晶體都可以無(wú)縫連接。這種形式比較便宜，但是回報(bào)也較低。

最后一種類型的非晶硅根本不包含晶體。這種材料是最便宜的，但成本效益也最低。

還可以使用其他材料，但是這些材料太昂貴而無(wú)法大規(guī)模使用。這些技術(shù)通常會(huì)獲得很高的回報(bào)，但是由于價(jià)格昂貴，它們通常會(huì)在太空旅行中找到應(yīng)用。迄今為止產(chǎn)生的最高產(chǎn)量（約40％）屬于Spectrolab（波音公司的一部分）開(kāi)發(fā)的電池。

該單元使用反射鏡和透鏡來(lái)增加入射光的強(qiáng)度。此外，他們制作不同的材料層（多結(jié)原理）以利用更多的波長(zhǎng)。子電池的材料是鎵銦亞磷酸鹽，砷化鎵銦和鍺。

一種新的非常有前途的技術(shù)是所謂的有機(jī)細(xì)胞。這些電池根據(jù)成本效益較低的原理工作，但制造成本低廉，并且在科學(xué)已經(jīng)完全崩潰的應(yīng)用中具有靈活性。

效率最高的是像篩子一樣工作的電池。這些電池由不同材料的不同層組成，每個(gè)層將一部分陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。畢竟，不同的材料具有不同的能量狀態(tài)，因此吸收不同的波長(zhǎng)。

陽(yáng)光的大部分都有效，而不僅僅是反射。此技術(shù)的一種變體使用棱鏡在光線到達(dá)面板之前將其分開(kāi)。每種類型的光都照射在另一種光伏電池上，因此大部分陽(yáng)光是有效的。

利用這些技術(shù)，將來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)不低于40％的產(chǎn)率的光伏能量電池。然而，基于此的面板是如此昂貴，以至于它們?cè)谌粘?yīng)用中還沒(méi)有引起人們的興趣。當(dāng)他們可以控制太陽(yáng)能電池中的熱量時(shí)，甚至可以利用它產(chǎn)生更多的電能。

另一種較便宜的提高面板效率的方法是通過(guò)光學(xué)儀器（透鏡，鏡子）將陽(yáng)光捆綁在一起。畢竟，束光更強(qiáng)，因此原則上可以從面板釋放更多的電子。

通過(guò)將太陽(yáng)能電池放置在光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)上，產(chǎn)量將大大提高。在澳大利亞，人們正在研究一種植物，該植物能“照著”太陽(yáng)，并保持光線始終聚焦在面板上。

每種材料都有其特性。這些特性之一就是所謂的帶隙，即電子必須橋接以從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶的能差。正是這一性質(zhì)決定了細(xì)胞吸收了太陽(yáng)輻射的哪一部分。

其他輻射的能量不足以“喚醒”電子并穿過(guò)材料，或者能量太大以至于原子吸收它并轉(zhuǎn)化為振動(dòng)（熱）。因?yàn)樘?yáng)在所有波長(zhǎng)下的發(fā)光效果都不一樣，所以這意味著某些材料的最大效率要比其他材料更好。下圖顯示了對(duì)于某些材料，能帶隙與最大可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的關(guān)系。

帶隙不僅限制了太陽(yáng)能電池的效率。材料的反射特性和晶體基質(zhì)中的缺陷也起著至關(guān)重要的作用。為了克服所有這些限制并實(shí)現(xiàn)更高的效率，必須將幾個(gè)元素組合在一起。在此，未被第一層吸收的光在第二層上反射。

太陽(yáng)能電池的發(fā)展

1839年Antoine-CesarBecquerel太陽(yáng)能電池的發(fā)展。貝克勒爾是在對(duì)電解液中的固體電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的。弗里茨的設(shè)備是非常低效的能源轉(zhuǎn)換器;它們將吸收的光能中不到1%轉(zhuǎn)化為電能。盡管以今天的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看效率不高，這些早期的太陽(yáng)能電池還是培養(yǎng)了一些人對(duì)豐富、清潔能源的憧憬。

那神圣的太陽(yáng)景象，不再把他的能量無(wú)償?shù)赝度胩?，而是通過(guò)光電池…，這些能量聚集在電庫(kù)里，使蒸汽機(jī)完全消失，煙霧被徹底壓制。

到1927年，另一種金屬半導(dǎo)體結(jié)的太陽(yáng)能電池已經(jīng)被證明是由銅和半導(dǎo)體氧化銅制成的。到了20世紀(jì)30年代，硒電池和氧化銅電池都被用于感光裝置，如照相用的光度計(jì)。然而，這些早期的太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率仍然不到1%。1941年，羅素·歐爾發(fā)明了硅太陽(yáng)能電池，最終打破了這一僵局。13年后，在制造晶體管所需的硅技術(shù)迅速商業(yè)化的幫助下，另外三個(gè)美國(guó)研究人員——杰拉爾德·皮爾森、達(dá)里爾·查賓和卡爾文·福勒——展示了一種硅太陽(yáng)能電池，當(dāng)在陽(yáng)光直射下使用時(shí)，其能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)6%。到20世紀(jì)80年代末，硅電池以及由聚光器制成的太陽(yáng)能電池通過(guò)透鏡將太陽(yáng)光集中到電池表面，由于增加了收集能量的強(qiáng)度，效率達(dá)到了37%。通過(guò)將不同的半導(dǎo)體光電池和電電池串聯(lián)起來(lái)，甚至有可能實(shí)現(xiàn)更高的效率，但會(huì)增加成本和復(fù)雜性。一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池的效率和成本差別很大。