太阳能电池板的类型:优点和缺点

市面上主要有三种类型的太阳能电池板:单晶太阳能电池板，多晶太阳能电池板和薄膜太阳能电池板。目前也有一些其他有前途的技术正在开发中，包括双面板、有机太阳能电池、聚光光伏，甚至像量子点这样的纳米级创新。

每一种不同类型的太阳能电池板都有其独特的优点和缺点，消费者在选择太阳能电池板系统时应该考虑到这一点。

三种主要太阳能电池板的优缺点
	单晶太阳能电池板	多晶太阳能电池板	薄膜太阳能电池板
材料	纯硅	硅晶体熔化在一起	各种材料
效率	24.4%	19.9%	18.9%
成本	温和的	最便宜	最昂贵的
寿命	最长的	温和的	最短的
制造业的碳足迹	CO2-eq 38.1克/千瓦时	CO2-eq 27.2克/千瓦时	低至21.4克二氧化碳当量/千瓦时，取决于类型

单晶太阳能电池板

由于其许多优点，单晶太阳能电池板是目前市场上最常用的太阳能电池板。目前销售的大约95%的太阳能电池使用硅作为半导体材料。硅含量丰富、稳定、无毒，与现有的发电技术配合良好。

单晶硅太阳能电池最初开发于20世纪50年代，首先从纯硅种子创建一个高度纯的硅锭制造Czochralski方法．然后从铸锭上切下一个单晶，就得到了厚度约0.3毫米(0.011英寸)的硅片。

由于制造硅锭的精确方法，单晶太阳能电池的生产速度比其他类型的太阳能电池要慢，成本也更高。为了生长均匀的晶体，材料的温度必须保持很高。因此，由于在整个制造过程中硅种子的热损失，必须使用大量的能量。高达50%的材料会在切割过程中被浪费，导致制造商的生产成本更高。

但这些类型的太阳能电池仍然受欢迎的原因有很多。首先，它们比任何其他类型的太阳能电池都有更高的效率，因为它们是由单晶构成的，这使得电子更容易通过电池。因为它们非常高效，它们可以比其他太阳能电池板系统更小，但仍然产生相同的电量。它们也是目前市场上所有类型太阳能电池板中使用寿命最长的。

单晶太阳能电池板最大的缺点之一是成本(由于生产过程)。此外，在光线不直接照射到它们的情况下，它们的效率不如其他类型的太阳能电池板。如果它们被泥土、雪或树叶覆盖，或者在非常高的温度下工作，它们的效率会下降得更多。虽然单晶太阳能电池板仍然很受欢迎，但其他类型的电池板的低成本和不断提高的效率正越来越吸引消费者。

多晶太阳能电池板

顾名思义，多晶太阳能电池板是由多个不对齐的硅晶体形成的电池组成的。这些第一代太阳能电池是通过熔化太阳能级硅并将其铸造到模具中并使其凝固而生产的。成型的硅然后被切成用于太阳能电池板的晶圆。

多晶太阳能电池的生产成本比单晶电池低，因为它们不需要创造和切割单晶所需的时间和能量。虽然硅晶体颗粒形成的边界会阻碍有效的电子流动，但它们在弱光条件下比单晶硅电池效率更高，而且在不直射太阳的情况下也能保持输出。由于这种在不利条件下保持电力生产的能力，它们最终拥有大致相同的总能量输出。

多晶太阳能电池板的电池比单晶太阳能电池板的电池要大，因此在产生同样数量的电力时，多晶太阳能电池板可能会占用更多的空间。它们也不像其他类型的面板那样耐用，尽管它们的寿命差别很小。

薄膜太阳能电池板

生产太阳能级硅的高成本导致了几种类型的第二代和第三代太阳能电池被称为薄膜半导体。薄膜太阳能电池需要的材料体积更小，通常使用一层只有一微米厚的硅，这大约是单晶和多晶太阳能电池宽度的300分之一。这种硅的质量也低于单晶晶圆中使用的那种硅。

许多太阳能电池是由非晶非晶硅制成的。因为非晶硅不具有晶体硅的半导体性质，它必须与氢结合才能导电。非晶硅太阳能电池是薄膜电池中最常见的一种，通常用于计算器和手表等电子产品中。

其他商业上可行的薄膜半导体材料包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓二硒化镓(CIGS)和砷化镓(GaAs)。一层半导体材料沉积在廉价的基板上，如玻璃、金属或塑料，使其比其他太阳能电池更便宜，适应性更强。半导体材料的吸收率高，这是它们比其他电池使用更少材料的原因之一。

薄膜电池的生产要比第一代太阳能电池简单和快速得多，而且有各种各样的技术可以用来制造薄膜电池，这取决于制造商的能力。像CIGS这样的薄膜太阳能电池可以沉积在塑料上，这大大减轻了塑料的重量，增加了它的灵活性。CdTe薄膜是唯一一种成本较低、回报时间较长、碳足迹较低、使用寿命较短的薄膜。

然而，目前的薄膜太阳能电池有很多缺点。如果吸入或摄入CdTe细胞中的镉是剧毒的，如果在处理过程中处理不当，会渗入地下或供水系统。如果太阳能板被回收利用，这是可以避免的，但目前该技术还没有得到所需的广泛应用。使用像CIGS、CdTe和GaAs中发现的稀有金属也可能是生产大量薄膜太阳能电池的一个昂贵和潜在的限制因素。

其他类型

太阳能电池板的种类比目前商业市场上的要多得多。许多新类型的太阳能技术正在开发中，旧类型的太阳能技术正在研究可能提高效率和降低成本的方法。这些新兴技术中有几项正处于试验阶段，而另一些则仅在实验室环境中得到验证。这里是一些已经开发出来的其他类型的太阳能电池板。

有两面的太阳能电池板

传统的太阳能电池板只有一面有太阳能电池。双面太阳能电池板的两侧都有太阳能电池，这样不仅可以收集入射的阳光，还可以收集反照率，也就是从下方地面反射的光。它们也随着太阳移动，以最大限度地延长太阳能电池板两侧收集的时间。国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的一项研究显示，与单面太阳能板相比，太阳能板的效率提高了9%。

聚光光伏技术

聚光器光伏技术(CPV)使用光学设备和技术，如曲面镜，以成本效益的方式集中太阳能。因为这些电池板能集中阳光，所以不需要那么多的太阳能电池就能产生等量的电力。这意味着这些太阳能电池板可以以较低的总成本使用更高质量的太阳能电池。

有机光电

有机光伏电池使用小的有机分子或有机聚合物层来导电。这些电池重量轻，灵活，比许多其他类型的太阳能电池有更低的总体成本和环境影响。beplay体育官网电脑

细胞钙钛矿

这种光收集材料的钙钛矿晶体结构使这些细胞得名。它们成本低，制作方便，吸光度高。它们目前太不稳定，无法大规模使用。

染料敏化太阳能电池(DSSC)

这些五层薄膜电池使用一种特殊的增敏染料来帮助电子流动，从而产生电流来发电。DSSC具有在低光照条件下工作和随着温度上升而提高效率的优点，但它们所含的一些化学物质在低温下会结冰，这使得该装置在这种情况下无法运行。

量子点

这项技术只在实验室中进行了测试，但它显示出了一些积极的属性。量子点电池由不同的金属制成，在纳米尺度上工作，因此其发电量重量比非常好。不幸的是，如果处理和处置不当，它们对人类和环境也可能具有剧毒。beplay体育官网电脑