單晶硅太陽能電池 又名：單晶硅電池

       單晶硅太陽能電池，是以高純的單晶硅棒為原料的太陽能電池，是當前開發得最快的一種太陽能電池。它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用于空間和地面。

       太陽能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點決定了它們在不同應用中擁有不可替代的地位。

概述

       單晶硅是指硅材料整體結晶為單晶形式，是目前普遍使用的光伏發電材料，單晶硅太陽電池是硅基太陽電池中技術最成熟的，相對多晶硅和非晶硅太陽電池，其光電轉化效率最高。高效單晶硅電池的生產建立在高質量單晶硅材料和成熟的加工工藝基礎上。 

       單晶硅太陽電池以純度高達99.999%的單晶硅棒為原料，也增高了成本，難以大規模使用。為了節省成本，目前應用的單晶硅太陽電池對材料要求有所放寬，部分采用了半導體器件加工的頭尾料以及廢次單晶硅材料，或者經過復拉制成太陽電池專用的單晶硅棒。單晶硅片制絨技術更是減少光損失，提高電池效率的有效手段。

       為了降低生產成本，地面應用的太陽能電池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經過復拉制成太陽能電池專用的單晶硅棒。將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米。硅片經過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。

       加工太陽能電池片，首先要在硅片上摻雜和擴散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行。這樣就硅片上形成P＞N結。然后采用絲網印刷法，精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經過燒結，同時制成背電極，并在有柵線的面涂覆減反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。

       因此，單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片經過抽查檢驗，即可按所需要的規格組裝成太陽能電池組件（太陽能電池板），用串聯和并聯的方法構成一定的輸出電壓和電流。最后用框架和材料進行封裝。用戶根據系統設計，可將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽能電池陣列。單晶硅太陽能電池的光電轉化效率為15%左右，實驗室成果也有20%以上的。

構成作用

       1. 鋼化玻璃

       其作用為保護發電主體（如電池片），透光其選用是有要求的，第一，透光率必須高（一般91%以上）；第二，超白鋼化處理。

       2. EVA

       用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體（如電池片），透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達標，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起EVA提早老化，影響組件壽命。

       3. 電池片

       主要作用就是發電，發電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優劣。晶體硅太陽能電池片，設備成本相對較低，消耗及電池片成本很高，光電轉化效率也高；在室外陽光下發電薄膜太陽能電池比較適宜，設備成本相對較高，消耗和電池成本很低，光電轉化效率為晶體硅電池片一半多點，但弱光效應非常好，在普通燈光下也能發電，如計算器上的太陽能電池。

       4. EVA

       作用如上，主要粘結封裝發電主體和背板。

       5. 背板

       作用是密封、絕緣、防水（一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化，組件廠家都質保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。）

       附：發電主體（晶體硅電池片）

       我們知道，單片電池片的發電效率是非常低的，如一片156電池片的功率只有3W多，遠遠不能滿足我們的需求，所以我們就多多片電池片串聯起來，已達到我們所要求的功率，電流、電壓，而被串聯起來的電池片我們稱之為電池串。

       6. 鋁合金

       保護層壓件，起一定的密封、支撐作用。

       7. 接線盒

       保護整個發電系統，起到電流中轉站的作用，如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極管的選用，根據組件內電池片的類型不同，對應的二極管也不相同。

       8. 硅膠

       密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，國內普遍使用硅膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。

產業發展

       中國光伏電池產量年增長速度為1-3倍，光伏電池產量占全球產量的比例也由2002年1.07%增長到2008年的近15%。商業化晶體硅太陽能電池的效率13%-14%提高到16%-17%?？傮w來看，中國太陽能電池的國際市場份額和技術競爭力大幅提高。在產業布局上，中國太陽能電也由池產業已經形成了一定的集聚態勢。在長三角、環渤海、珠三角、中西部地區，已經形成了各具特色的太陽能產業集群。

       太陽能光伏發電在不遠的將來會占據世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規能源，而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上，而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源在能源結構中將占到80%以上，太陽能發電將占到60%以上。這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域重要的戰略地位。由此可以看出，太陽能電池市場前景廣闊。

       太陽能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點決定了它們在不同應用中擁有不可替代的地位。但是，未來10年晶體硅太陽能電池所占份額盡管會因薄膜太陽能電池的發展等原因而下降，但其主導地位仍不會根本改變；而薄膜電池如果能夠解決轉換效率不高、制備薄膜電池所用設備價格昂貴等問題，會有巨大的發展空間。

應用領域

1、用戶太陽能電源：

       （1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；

       （2）3-5KW家庭屋頂并網發電系統；

       （3）光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

 2、交通領域：

       如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

3、通訊/通信領域：

       太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型 通信 機、士兵GPS供電等。

4、石油、海洋、氣象領域：

       石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。

5、家庭燈具電源：

       如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

6、光伏電站：

       10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。

7、太陽能建筑：

       將太陽能發電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現電力自給，是未來一大發展方向。

8、其他領域包括：

       （1）與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；

       （2）太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統；

       （3）海水淡化設備供電；

       （4）衛星、航天器、空間太陽能電站等。