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的热水器 换购费。 3.环保：太阳能为高效、无污染、可再生的资源，技术成熟、并已充分运用的就 是真空管太阳能热水器，国内目前太阳能热水器的总装置量，每年可降 低二氧化碳排放量 21 万公吨。太阳能热水器有节能、低污染的特点，不 但能为您节省荷包，在使用的同时，也能为环境保护尽一份心。 太阳能光电系统 以太阳能转换成电能，此种光电元件称为太阳电池(Solar Cell)。从物理学的 角度来看，有人称之为光伏电池(Photovoltaic，简称PV)，其中的photo 就是光 (light)，而voltaic 就是电力(electricity)。在光-电转换的过程中，事实上，并非所有 的入射光谱都能被太阳电池所吸收，并完全转成电流。有一半左右的光谱因能量 太低(小于半导体的能隙)，对电池的输出没有贡献，而在另一半被吸收的光子 中，除了产生电子-电洞对所需的能量外，约有一半左右的能量以热的形式释放 掉，所以单一电池的最高效率约在25%左右，目前实验室所发出来的效率，几乎 可达到理论值的最高水准。 太阳能电池的发电原理[4][5] 太阳能电池的发电能源来自太阳光，而太阳辐射的光谱主要是以可见光为中 心，波长从 0.3 微米的紫外光到数微米的红外光是主要的分布范围。如果换算 成光子的能量，则大约在 0.3 到 4 电子伏特之间，因此能隙大小在这个范围内 的材料，像硅材，会具有比较好的光电转换效率。利用电位差发电，无电磁波产 生 太阳电池(solar cell)是以半导体制程的制作方式做成的，其发电原理是将太阳 光照射在太阳电池上，使太阳电池吸收太阳光能透过图中的 p-型半导体及 n-型半 导体使其产生电子(负极)及电洞(正极)，同时分离电子与电洞而形成电压降，再 经由导线传输至负载。简单的说，太阳光电的发电原理，是利用 太阳电池吸收 0.2μm∼0.4μm 波长的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一 种发电方式。由于太阳电池产生的电是直流电，因此若需提供电力给家电用品或 各式电器则需加装直/交流转换器，将直流电转换成交流电，才能供电至家庭用 电或工业用电。 图三 图四 太阳能电池板的材料 依原子排列结构可分为三大类 单晶硅太阳电池Singlecrystal (市场模组发电转换效率12~20%) 硅原子具有高度的周期性排列。目前，成长单晶硅最重要的技术是利用柴氏长晶 法，把高纯度的多晶硅熔融在坩锅中，再把晶种插入硅熔融液，用适当的速率旋 转并缓慢地往上拉引做成硅晶柱，然后再把晶柱加以切割，就可以得到单晶硅晶 圆。 单晶硅太阳电池外观 多晶硅太阳电池Polycrstal (市场模组发电转换效率10~18%) 多晶硅是指材料由许多不同的小单晶所构成，它的制作方法是把熔融的硅铸造固 化而形成。 至于多晶硅太阳能电池，因为它的多晶特性，在切割和再加工的手续上，比单晶 和非晶硅更困难，效率方面也比单晶硅太阳能电池的低。不过，简单的制程和低 廉的成本是它的最重要特色。所以，在部分低功率的电力应用系统上，便采用这 类型的太阳能电池。 多晶硅太阳电池外观 非晶硅太阳电池Amorphous (薄膜Thin film) (市场模组发电转换效率6~10%) 非晶硅则是指整个材料中，只在几个原子或分子的范围内，原子的排列具 有周期性，甚至在有些材料中，根本没有周期性的原子排列结构。它的制作方法 通常是用电浆式化学气相沈积法，在基板上长成非晶硅的薄膜。由于材料的晶体 结构不同，因此，用不同的材料设计出太阳能电池时，它们的光电特性也会有所 不同。 对于非晶硅的太阳能电池来说，由于价格最便宜，生产速度也最快，所以非 晶硅太阳能电池也比较常应用在消费性电子产品上，而且新的应用也在不断地研 发中。 非晶硅太阳电池外观(可挠式) 而目前薄膜式太阳能电池片所使用薄膜原料多达近二十种 薄膜(Thin film)属于非晶硅太阳电池种类常见有数种材料： 砷化镓(GaAs)是以使用分子束磊晶而产生的 碲化镉(CdTe)在薄膜太阳能电池中是一种高效率的吸光材料 与其他相比容易 做大规模生产 铜锢镓硒(CIGS)CIGS 是多层薄膜组合而成的 染料(Dyes)通常使用钌有机材料作为染料 有机高分子(Organic/polymer) 塑胶半导体太阳能板 (责任编辑：中建太阳能) |
