太阳能电池类型:最高达 25% 的效率

夏普的工业级太阳能模块分成单晶与多晶硅形式
每个太阳能数组具有总共 36、72 甚至是 96 个标准太阳能电池。近年来,电池尺寸已达到将近 5" 平方的水准 (12.5 mm)。 最常用的太阳能电池类型是由厚膜硅制造,其额定效率为多晶硅电池 20% 的相对高值,单晶硅电池最高达 25%。 在太阳能电池技术开发的相对简短历史中,已开发出多种类型的太阳能电池,它们的差异多在于面板的构造与转换太阳能为电力的能力。就加入输电网的工业与家庭 使用而言,最常使用单晶或多晶硅技术。多晶硅的较低额定效率,多少被其较低成本抵销。以上照片显示了不同类型电池产生 1,000 瓦特电力时所需的相对表面区域。
以非晶硅制造的太阳能数组可以当作休闲活动安装 (很轻松)。像硒化铜铟 (Copper Indium diselenide) 与碲化镉 (Cadmium-Tulluride; CdTe) 等薄膜技术,目前只占有约 2% 的市占率。但较之以晶硅制造的太阳能面板,以这些材料制造的产品享有大幅优势。最重要的是,它们比晶材料薄了 100 倍,封装后当然也薄了许多。同时较之晶硅模块,当天空因乌云而变暗时,薄膜太阳能面板也可利用散射或微弱的日光,也因此薄膜模块对部分遮蔽的容忍度更高。 另一项优势来自其对较高运作温度的容忍度,这常见于阳光充足的区域。但薄膜面板也拥有本身的缺点:要达到与厚膜模块相同水准的能源输出,它们需要较大面积 来进行能源搜集与产生的动作。

形形色色的太阳能电池,从单晶硅与多晶硅厚膜,一直到薄膜类型设计
厚膜太阳能电池的能源效率
• 单晶硅 25%
• 多晶硅 20%
薄膜太阳能电池的能源效率
• 非晶硅 (amorphous silicon) 10%
• 碲化镉 16%
• 硒化铜铟/铜铟镓二硒 20%
• 奈米晶硅 10%
• 微晶硅/多晶硅 10%
• 聚合 (polymerous) 硅 5%
在实际使用时,电池是串联方式连接,从标准电池提供的 0.6V 累积足够电压,以产生实用的电压水准。工业级太阳能模块是以个别电池制造,以配线互连,并夹在玻璃板与聚合物膜之间保护。薄膜电池也以大型互连数组的方式 提供,有时候甚至会以自动定位载具 (carrier) 方式供货。

供电 1,000 瓦特所需的表面区域大小,取决于太阳能电池构造使用的材料
对厚膜电池而言,机械载具与光电主动 (photovoltaically active) 的材料相同。 这些电池的制造方式差不多接近使用晶圆制造 CPU与 绘图芯片的过程。