太陽能電池電池材料種類

太陽能電池電池材料種類
太陽能電池的材料種類非常的多，可以有非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2等半導體的、或三五族、二六族的元素鏈結的材料，簡單地說，凡光照后，而產生電能的，就是太陽電池尋找的材料。
電動車太陽充電站主要是透過不同的制程和方法，測試對光的反應和吸收，做到能隙結合寬廣，讓短波長或長波長都可以全盤吸收的革命性突破，來降低材料的成本。
太陽電池型式上也分有，基板式或是薄膜式，基板在制程上可分拉單晶式的、或相溶后冷卻結成多晶的塊材，薄膜式是可和建筑物有較佳結合，如有曲度或可撓式、折疊型，材料上較常用非晶硅。另外還有一種有機或納米材料研發，仍屬于前瞻研發。

晶體硅電池板：多晶硅太陽能電池、單晶硅太陽能電池。
非晶硅電池板：薄膜太陽能電池、有機太陽能電池。
化學染料電池板：染料敏化太陽能電池。
柔性太陽能電池

單晶硅
單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為18%左右，最高的達到24%，這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命可達25年。
多晶硅
多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約16%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽能電池)。 從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。
非晶硅
非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。
多元化合物
多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：a)硫化鎘太陽能電池b)砷化鎵太陽能電池c)銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池)
Cu(In, Ga)Se2是一種性能優良太陽光吸收材料，具有梯度能帶間隙（導帶與價帶之間的能級差）多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉化效率。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比硅薄膜太陽能電池明顯提高的薄膜太陽能電池。可以達到的光電轉化率為18%，而且，此類薄膜太陽能電池到目前為止，未發現有光輻射引致性能衰退效應（SWE），其光電轉化效率比商用的薄膜太陽能電池板提高約50~75%，在薄膜太陽能電池中屬于世界的最高水平的光電轉化效率。
柔性電池
柔性薄膜太陽能電池是相對于常規太陽能電池來區分的。
常規太陽能電池一般是兩層玻璃中間是EVA材料和電池片的結構，這樣的組件重量較重，安裝的時候需要支架，不易移動。
柔性薄膜太陽能電池不需要采用玻璃背板和蓋板，重量比雙層玻璃的太陽能電池片組件輕80%，采用pvc背板和ETFE薄膜蓋板的柔性電池片甚至可以任意彎曲，方便攜帶。安裝的時候也不需要特殊的支架，可以方便安裝在屋頂，和帳篷頂上使用。
缺點是光電的轉換效率要比常規的晶硅組件低。

不同世代的太陽電池：第一代基板硅晶(Silicon Based)、第二代為薄膜(Thin Film)、第三代新觀念研發(New Concept)、第四代復合薄膜材料。
第一代太陽能電池發展最長久技術也最成熟。可分為，單晶硅(Monocrystalline Silicon)、多晶硅(Polycrystalline Silicon)、非晶硅(Amorphous Silicon)。以應用來說是以前兩者單晶硅與多晶硅為大宗。
第二代薄膜太陽能電池以薄膜制程來制造電池。種類可分為碲化鎘(Cadmium Telluride CdTe)、銅銦硒化物(Copper Indium Selenide CIS)、銅銦鎵硒化物(Copper Indium Gallium Selenide CIGS)、砷化鎵(Gallium arsenide GaAs)
第三代電池與前代電池最大的不同是制程中導入有機物和納米科技。種類有光化學太陽能電池、染料光敏化太陽能電池、高分子太陽能電池、納米結晶太陽能電池。
第四代則是針對電池吸收光的薄膜做出多層結構。
某種電池制造技術。并非僅能制造一種類型的電池，例如在多晶硅制程，既可制造出硅晶版類型，也可以制造薄膜類型。

聚合物太陽能電池材料
聚合物太陽能電池材料常見的有聚乙烯基咔唑(PVK)、聚乙炔(PA)、聚對苯撐乙烯(PPV)以及聚噻吩(PTh)。
（1）聚乙烯基咔唑(PVK)
具有光電活性的聚合物中，發現最早、研究得最為充分的是PVK，它的側基上帶有大的電子共軛體系，可吸收紫外光。激發出的電子可以通過相鄰咔唑環形成的電荷復合物自由遷移。通常用I2、SbCl3、三硝基芴酮(TNF)、及硝基二苯乙烯基苯衍生物合四氰醌(TCNQ)等對其進行摻雜。
（2）聚乙炔（PA）
PA是迄今為止實測電導率最高的電子聚合物。它的聚合方法主要有白川英樹法、Namm方法、Durham方法和稀土催化體系。白川英樹采用高濃度的Ziegler-Natta催化劑，即TiOBu4-A1Et3，由氣相乙炔出發，直接制備出自支撐的具有金屬光澤的聚乙炔膜；在取向了的液晶基質上成膜，PA膜也高度取向。Narrman方法的特點是對聚合催化劑“高溫陳化”，因而聚合物力學性質和穩定性有明顯改善。
（3）聚對苯撐乙烯(PPV)
近年來在光電領域應用最廣泛的、制得器件效率最高的是PPV類材料。由于是共軛結構，分子鏈鋼性很強，往往難熔難溶，不易加工。獲得可溶性PPV的方法是在苯環上至少引入一個長鏈烷烴。烷烴碳個數至少大于6。研究還發現取代基有支鏈時比相同碳數的直鏈烷烴溶解度更好。具有代表性的材料是MEH-PPV（MEH; 2-methoxy-5(2’-ethylhexyloxy)），它具有較好的溶解性，使用方便；禁帶寬度為2.1eV，較為適中。
（4）聚噻吩(PT)衍生物
在所有的共軛聚合物中，聚噻吩是一種非常優良的光伏材料，因為其具有合適的帶隙和較高的空穴遷移率，所以成為了來有機光伏材料的研究熱點之一。其中，以區域規整的聚(3-己基)噻吩(P3HT)和可溶性C60衍生物PCBM的共混膜做為活性層的光伏器件在熱處理的情況下能量轉換效率最高，能量轉換效率已經達到了5%左右。因此，設計并合成出新型的聚噻吩衍生物，研究聚噻吩結構和性質之間的關系，通過結構修飾來改善聚噻吩衍生物的性質引起了廣大科研人員的關注。從光伏材料的角度來考慮，這些聚噻吩衍生物應該具有最基本的性質：好的溶解性和成膜性，較寬的吸收光譜(尤其在可見光區)和較高載流子遷移率