招商地产最新消息:请问太阳能的原理是什么？要很详细，很专业的答案！

认识太阳能电池
太阳能电池系一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片, 它只要一照到光, 瞬间就可输出电压及电流. 而此种太阳能光电池 (Solar cell)简称为太阳能电池,或太阳电池(在台湾的早期翻译书籍上直接引用日文中的汉字,其实不是battery而是cell), 又可称为太阳能晶片. 在中国大陆称为硅晶片,因为中文"硅"是 矽的古字, 矽为现代译音字. 在物理学上称为 光生伏打(Photovoltaic),简称PV(photo=light光线,voltaics=electricity电力).

矽(silicon)为目前通用的太阳能电池之原料代表, 而在市场上又区分为: 1.单结晶矽 2.多结晶矽 3.非结晶矽. 而目 前市场应用上大多为单晶矽及非晶矽两大类, 原因是：一.单晶效率最高. 二.非晶价格最便宜, 且无需封装, 生产也最快. 三.多晶的切割及下游再加工 较不易, 而前述两种都较易於再切割及加工.
太阳能电池的发电能源来自於光的波长,太阳光是一种全域波长, 而白炽灯的波长与日光灯的波长不同, 太阳能电池以阳 光或白炽灯之波长为较适用, 而太阳能电子计算机上的太阳能电池是属於 "室内型的非晶" 如果长期拿到户外曝晒,且串并联为较大电压及电流时,将导致其内部连结组织烧断而损坏,这是过去有人因错用材料(以为太阳能电池只有一种), 却误以为所有的太阳能电池都不实用的原因.

太阳能制造厂商将太阳能电池称为cell,国内业者则惯称晶片,把晶片(或依设计所需要的电流进行晶片切割后)焊上箔条导线再将许多焊好的晶片用箔条串联成一组,再和EVA,tedlar与低铁质强化玻璃层层叠叠,一同放入层压机(laminate)的机台上做真空封装, 制成module(plane / panel)称之为模组或称太阳能板,将若干太阳能板组成方阵(列阵array),接配上过充放保护控制(controller)及深(循环)放电蓄电池(铅钙) 以及逆转流器(inverter直流转变为交流)合称为太阳能电力系统,又称太阳能发电站.

一般太阳能光电商品,其太阳能输出电流如果在300毫安(mA)以下时,都只会在太阳能板正极输出端,接装一个负载极微小的防逆二极体 (schottky diode消基二极体)以防止蓄电池内的电流逆流回到太阳能板,如此就可以接上蓄电池使用.

太阳能板的规格除了外形尺寸之外,另有一些特性数据,其中 Voc=开路电压, Isc=短路电流, Vmp(Vop)=最大工作电压, Imp(Iop)= 最大工作电流, Vmp x Imp= W瓦 / (最大)功率.在太阳能商品说明书上所看到的数据均以100mW / cm2(即无云晴天中午的照度12万LUX) 及摄氏温度25度,为测试条件(各地气候不同,一天中符合如此条件的机会很少).所以实际上的应用数据是达不到商品型录上所号称那麼高的.

太阳能电池的功能系以其转换效率作为分等, 以单结晶矽来说: 商业级 (印刷式) 晶片从11%~15%, 特殊定制品从15%~17%, 太空级 (蒸镀式) 晶片从16%~24%, 当然效率愈高其价格就愈贵,较高效率的晶片要预付款排队订购但不一定买得到, 在澳洲1996年世界太阳能车竞赛前,Honda就将效率达24%的晶片全部契约买断,而21%~23%也被其他集团 高价包下,目前地面用太空级晶片只有效率17%~19%的晶片较有机会买得到,但要预约排到6~10个月之后.

值得一提的是：经过几年来世界太阳能车3000公里竞赛的经验,发现唯有太空式晶片,才能经得起长途跋涉的颠簸震动(焊接点不易脱落),这就是以焊接来说:蒸镀式晶片与印刷式晶片在移动环境(车用)使用下的效果差异. 换句话说:固定式(静止)的太阳能电池 模组,可以采用较便宜的印刷式晶片. 但以当今现有的焊接科技而言,在移动(震动)的环境下使用太阳能电池时,目前还是以太空级(蒸镀式)的太阳能电池较为可靠.

贰 . 单晶太阳能电池的生产介绍

拉晶：主原料为二氧化矽, 在拉晶炉中成长成晶柱.
修角：早期制造太阳能电池的晶柱因无修角, 直接将圆晶柱切片, 所以成品为圆形晶片 现在大多先将晶柱修角成近似四方柱形.
切片：用切片机将修成近似四方柱形的晶柱, 一片片的切成薄片(像切 方形火腿片),一般切到约0.4~0.5mm的厚度.
刻蚀:化学刻蚀及抛光成为0.3mm的薄片(wafer).
清洗：用纯水将薄片洗净.
扩散及银浆印刷：经由扩散炉处理后,制成N型上层及P型下层, 再将晶片表面及背面分别用银 浆印刷成输出电路, 一般表面为负极, 背面为正极, 经由摹拟阳光仪作功率检测及品管分级后,即为商业成品.
蒸镀：如将表面及背面不经过丝网印刷, 而改采光刻及坩锅蒸镀式制造抗反射层与表面的输出导线, 再加上其他特殊技术, 如此可提高太阳能电池的转换效率. 但坩锅的容纳有限生产量较少, 蒸镀耗时生产速度较慢, 其成本及售价将提高许多; 太空式单晶片即采用此法. (制造常规商业级的薄片电阻约0.5 ~3欧姆,有些太空式的薄片电阻需低於0.01欧姆以下---马丁格林电池E~24%,澳洲)

参 . 三种市场上流通的太阳能电池

单结晶矽太阳电池
SINGLECRYSTAL
多结晶矽太阳电池
POLYCRYSTAL
非结晶矽太阳电池
AMORPHOUS
目前,在美国的一位华裔李姓科学家,采用 铜铟亚盐酸(copper indium diselenide)制成新的太阳能电池, 其转换效率与结晶矽太阳能电池相当,而价格与重量却下降了许多.(但是,距上市可能还要一段时间)
另外,德国 ISE 以矽粉制成较低价的："结晶薄膜太阳能电池"

商业市场的明日之星
单晶薄膜太阳能电池 .太阳能电池实用化的最重要的问题,就是要开发出性能与价格比"能更高的晶片"，实际上太阳能电池成份中参与光电转换的,仅是半导体表面上几微米的薄薄一层。目前科学家们已经能成功的利用外延生长技术制成p－n结合，与传统晶片材料中的p－n结合相比,面积减少了很多倍。用此种p－n结合制作积体电路时可大量减小寄生电容与基片和布线间的电容，较利於高速化,又组件之间的间隔减少，也利於高密度化,组件之间没有相互影响，更便於设计和布置。有了这些特点更加符合大型积体电路的高速度、与高密度的要求。
目前最常用也是最成功的制成技术,是采用热分解SiH4气体的气相沈积法，在蓝宝石上沈积得到单晶矽薄膜,拜研究IC业界努力之赐,单晶薄膜太阳能电池搭此便车,将会加快商品化,及早问世.

热力学原理

硅光电池（太阳能电池） 硅光电池也称太阳能电池，是一种可以将太阳能转变为电能的器件。硅光电池等效于一个PN结，在不通的光照条件下可以在PN结两端产生电动势。
1)太阳能：太阳能的利用在目前技术水平下分两大类：太阳能转换为热能和太阳能转换为电能。太阳能转化为热能是技术上最成熟的一种。太阳能具有取之不尽、用之不竭、清洁卫生等特点，它的利用关键在于如何使分散的随季节气候而变化的太阳能集中稳定地提供能量。太阳能不仅是古老的能源，也是一种理想的未来能源。?太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置。一般的太阳能电池是用半导体材料制成的。最先制造成的太阳能电池是在硅单晶的小片上掺进一薄层硼，从而得到PN结。当日光照射到薄层上时，PN结两侧就形成电势差。因而从某种意义上讲一个太阳能电池就是一个光电二极管。单晶硅太阳能电池因其电转化率高，制造工艺成熟，可靠性好而首先被用于卫星等航天器。除单晶硅太阳能电池，还有其它类型的太阳能电池。其它类型太阳能电池又可分为薄膜太阳能电池和非薄膜太阳能电池。薄膜太阳能电池中，目前最有希望的是非晶硅太阳能电池，它对太阳光具有强烈的吸收能力，且只需1微米厚的非晶硅薄膜就足够了，这只相当于单晶硅太阳能电池所需硅片厚度的1/300。非薄膜太阳能电池中，较有前途的是砷化镓太阳能电池，它的光电转化率较高，而且能在较高温度下工作。

认识太阳能电池
太阳能电池系一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片, 它只要一照到光, 瞬间就可输出电压及电流. 而此种太阳能光电池 (Solar cell)简称为太阳能电池,或太阳电池(在台湾的早期翻译书籍上直接引用日文中的汉字,其实不是battery而是cell), 又可称为太阳能晶片. 在中国大陆称为硅晶片,因为中文"硅"是 矽的古字, 矽为现代译音字. 在物理学上称为 光生伏打(Photovoltaic),简称PV(photo=light光线,voltaics=electricity电力).

矽(silicon)为目前通用的太阳能电池之原料代表, 而在市场上又区分为: 1.单结晶矽 2.多结晶矽 3.非结晶矽. 而目 前市场应用上大多为单晶矽及非晶矽两大类, 原因是：一.单晶效率最高. 二.非晶价格最便宜, 且无需封装, 生产也最快. 三.多晶的切割及下游再加工 较不易, 而前述两种都较易於再切割及加工.
太阳能电池的发电能源来自於光的波长,太阳光是一种全域波长, 而白炽灯的波长与日光灯的波长不同, 太阳能电池以阳 光或白炽灯之波长为较适用, 而太阳能电子计算机上的太阳能电池是属於 "室内型的非晶" 如果长期拿到户外曝晒,且串并联为较大电压及电流时,将导致其内部连结组织烧断而损坏,这是过去有人因错用材料(以为太阳能电池只有一种), 却误以为所有的太阳能电池都不实用的原因.

太阳能制造厂商将太阳能电池称为cell,国内业者则惯称晶片,把晶片(或依设计所需要的电流进行晶片切割后)焊上箔条导线再将许多焊好的晶片用箔条串联成一组,再和EVA,tedlar与低铁质强化玻璃层层叠叠,一同放入层压机(laminate)的机台上做真空封装, 制成module(plane / panel)称之为模组或称太阳能板,将若干太阳能板组成方阵(列阵array),接配上过充放保护控制(controller)及深(循环)放电蓄电池(铅钙) 以及逆转流器(inverter直流转变为交流)合称为太阳能电力系统,又称太阳能发电站.

一般太阳能光电商品,其太阳能输出电流如果在300毫安(mA)以下时,都只会在太阳能板正极输出端,接装一个负载极微小的防逆二极体 (schottky diode消基二极体)以防止蓄电池内的电流逆流回到太阳能板,如此就可以接上蓄电池使用.

太阳能板的规格除了外形尺寸之外,另有一些特性数据,其中 Voc=开路电压, Isc=短路电流, Vmp(Vop)=最大工作电压, Imp(Iop)= 最大工作电流, Vmp x Imp= W瓦 / (最大)功率.在太阳能商品说明书上所看到的数据均以100mW / cm2(即无云晴天中午的照度12万LUX) 及摄氏温度25度,为测试条件(各地气候不同,一天中符合如此条件的机会很少).所以实际上的应用数据是达不到商品型录上所号称那麼高的.

太阳能电池的功能系以其转换效率作为分等, 以单结晶矽来说: 商业级 (印刷式) 晶片从11%~15%, 特殊定制品从15%~17%, 太空级 (蒸镀式) 晶片从16%~24%, 当然效率愈高其价格就愈贵,较高效率的晶片要预付款排队订购但不一定买得到, 在澳洲1996年世界太阳能车竞赛前,Honda就将效率达24%的晶片全部契约买断,而21%~23%也被其他集团 高价包下,目前地面用太空级晶片只有效率17%~19%的晶片较有机会买得到,但要预约排到6~10个月之后.

值得一提的是：经过几年来世界太阳能车3000公里竞赛的经验,发现唯有太空式晶片,才能经得起长途跋涉的颠簸震动(焊接点不易脱落),这就是以焊接来说:蒸镀式晶片与印刷式晶片在移动环境(车用)使用下的效果差异. 换句话说:固定式(静止)的太阳能电池 模组,可以采用较便宜的印刷式晶片. 但以当今现有的焊接科技而言,在移动(震动)的环境下使用太阳能电池时,目前还是以太空级(蒸镀式)的太阳能电池较为可靠.

贰 . 单晶太阳能电池的生产介绍

拉晶：主原料为二氧化矽, 在拉晶炉中成长成晶柱.
修角：早期制造太阳能电池的晶柱因无修角, 直接将圆晶柱切片, 所以成品为圆形晶片 现在大多先将晶柱修角成近似四方柱形.
切片：用切片机将修成近似四方柱形的晶柱, 一片片的切成薄片(像切 方形火腿片),一般切到约0.4~0.5mm的厚度.
刻蚀:化学刻蚀及抛光成为0.3mm的薄片(wafer).
清洗：用纯水将薄片洗净.
扩散及银浆印刷：经由扩散炉处理后,制成N型上层及P型下层, 再将晶片表面及背面分别用银 浆印刷成输出电路, 一般表面为负极, 背面为正极, 经由摹拟阳光仪作功率检测及品管分级后,即为商业成品.
蒸镀：如将表面及背面不经过丝网印刷, 而改采光刻及坩锅蒸镀式制造抗反射层与表面的输出导线, 再加上其他特殊技术, 如此可提高太阳能电池的转换效率. 但坩锅的容纳有限生产量较少, 蒸镀耗时生产速度较慢, 其成本及售价将提高许多; 太空式单晶片即采用此法. (制造常规商业级的薄片电阻约0.5 ~3欧姆,有些太空式的薄片电阻需低於0.01欧姆以下---马丁格林电池E~24%,澳洲)

参 . 三种市场上流通的太阳能电池

单结晶矽太阳电池
SINGLECRYSTAL
多结晶矽太阳电池
POLYCRYSTAL
非结晶矽太阳电池
AMORPHOUS
目前,在美国的一位华裔李姓科学家,采用 铜铟亚盐酸(copper indium diselenide)制成新的太阳能电池, 其转换效率与结晶矽太阳能电池相当,而价格与重量却下降了许多.(但是,距上市可能还要一段时间)
另外,德国 ISE 以矽粉制成较低价的："结晶薄膜太阳能电池"

商业市场的明日之星
单晶薄膜太阳能电池 .太阳能电池实用化的最重要的问题,就是要开发出性能与价格比"能更高的晶片"，实际上太阳能电池成份中参与光电转换的,仅是半导体表面上几微米的薄薄一层。目前科学家们已经能成功的利用外延生长技术制成p－n结合，与传统晶片材料中的p－n结合相比,面积减少了很多倍。用此种p－n结合制作积体电路时可大量减小寄生电容与基片和布线间的电容，较利於高速化,又组件之间的间隔减少，也利於高密度化,组件之间没有相互影响，更便於设计和布置。有了这些特点更加符合大型积体电路的高速度、与高密度的要求。
目前最常用也是最成功的制成技术,是采用热分解SiH4气体的气相沈积法，在蓝宝石上沈积得到单晶矽薄膜,拜研究IC业界努力之赐,单晶薄膜太阳能电池搭此便车,将会加快商品化,及早问世.