关于太阳能电池的那些事

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   光生伏特（Photovoltaics）”来源于希腊语，意思是光、伏特和电气的，来源于意大利物理学家亚历山德罗·伏特的名字，在亚历山德罗·伏特以后“伏特”便作为电压的单位使用。以太阳能发展的历史来说，光照射到材料上所引起的“光起电力”行为，早在19世纪的时候就已经发现了。
   1839年，光生伏特效应第一次由法国物理学家A.E.Becquerel发现。1849年术语“光－伏”才出现在英语中。
   1883年第一块太阳电池由Charles Fritts制备成功。Charles用硒半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率。
   到了20世纪30年代，照相机的曝光计广泛地使用光起电力行为原理。
   1946年Russell Ohl申请了现代太阳电池的制造专利。
   到了20世纪50年代，随着半导体物性的逐渐了解，以及加工技术的进步，1954年当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感这一现象后，第一个太阳能电池在1954年诞生在贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于到来。
   自20世纪58年代起，美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来源。
   20世纪70年代能源危机时，让世界各国察觉到能源开发的重要性。
   1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业化的目标前进。
   在这些国家中，美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的发电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3,000瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49%的经费，以后的补助再逐年递减。“市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8百万瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。随着环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。在中国，太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。2009年3月，财政部宣布拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。
   在简单了解了光伏的历史后，我们来深入地探讨一下太阳能电池的基本原理。
   太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料受光能照射后发生光电反应而实现能量转换。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池、生物太阳能电池等等，在这里我们主要讲硅基太阳能电池，也是我们平时最常见到的太阳能电池类型。
   由于半导体不是电的良导体，电子在通过 p－n 结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖 p－n 结（如梳状电极），以增加入射光的面积。
    另外，由于硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜，实际工业生产基本都是用化学气相沉积沉积一层氮化硅膜，厚度在1000 埃左右。将反射损失减小到5％甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。
   以上也就是基本的太阳能电池板的原理了。如果将这些太阳能电池板安装在民居里，通过电气技术手段，那么，太阳能将很好地为我们服务，目前，已经有很多地区成为太阳能能源的试点，相信用不了太久，太阳能清洁能源便会得到大面积推广。