太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。
　　太陽能
　　太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢能等等。
　　歷史
　　術(shù)語“光生伏特（Photovoltaics）”來源于希臘語，意思是光、伏特和電氣的，來源于意大利物理學(xué)家亞歷山德羅·伏特的名字，在亞歷山德羅·伏特以后“伏特”便作為電壓的單位使用�！�
　　以太陽能發(fā)展的歷史來說，光照射到材料上所引起的“光起電力”行為，早在19世紀(jì)的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。 　　
　　1839年，光生伏特效應(yīng)第一次由法國物理學(xué)家A.E.Becquerel發(fā)現(xiàn)。1849年術(shù)語“光－伏”才出現(xiàn)在英語中。 　　
　　1883年第一塊太陽電池由Charles Fritts制備成功。Charles用鍺半導(dǎo)體上覆上一層極薄的金層形成半導(dǎo)體金屬結(jié)，器件只有1%的效率。 　　
　　到了1930年代，照相機(jī)的曝光計(jì)廣泛地使用光起電力行為原理。 　　
　　1946年Russell Ohl申請了現(xiàn)代太陽電池的制造專利。 　　
　　到了1950年代，隨著半導(dǎo)體物性的逐漸了解，以及加工技術(shù)的進(jìn)步，1954年當(dāng)美國的貝爾實(shí)驗(yàn)室在用半導(dǎo)體做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在硅中摻入一定量的雜質(zhì)后對光更加敏感這一現(xiàn)象后，第一個(gè)太陽能電池在1954年誕生在貝爾實(shí)驗(yàn)室。太陽電池技術(shù)的時(shí)代終于到來。 　　
　　1960年代開始，美國發(fā)射的人造衛(wèi)星就已經(jīng)利用太陽能電池作為能量的來源。 　　
　　1970年代能源危機(jī)時(shí)，讓世界各國察覺到能源開發(fā)的重要性。 　　
　　1973年發(fā)生了石油危機(jī)，人們開始把太陽能電池的應(yīng)用轉(zhuǎn)移到一般的民生用途上。 　　
　　目前，在美國、日本和以色列等國家，已經(jīng)大量使用太陽能裝置，更朝商業(yè)化的目標(biāo)前進(jìn)。
　　在這些國家中，美國于1983年在加州建立世界上最大的太陽能電廠，它的發(fā)電量可以高達(dá)16百萬瓦特。南非、博茨瓦納、納米比亞和非洲南部的其他國家也設(shè)立專案，鼓勵(lì)偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村地區(qū)安裝低成本的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。
　　而推行太陽能發(fā)電最積極的國家首推日本。1994年日本實(shí)施補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)辦法，推廣每戶3,000瓦特的“市電并聯(lián)型太陽光電能系統(tǒng)”。在第一年，政府補(bǔ)助49%的經(jīng)費(fèi)，以后的補(bǔ)助再逐年遞減�！笆须姴⒙�(lián)型太陽光電能系統(tǒng)”是在日照充足的時(shí)候，由太陽能電池提供電能給自家的負(fù)載用，若有多余的電力則另行儲存。當(dāng)發(fā)電量不足或者不發(fā)電的時(shí)候，所需要的電力再由電力公司提供。 
　　到了1996年，日本有2,600戶裝置太陽能發(fā)電系統(tǒng)，裝設(shè)總?cè)萘恳呀?jīng)有8百萬瓦特。一年后，已經(jīng)有9,400戶裝置，裝設(shè)的總?cè)萘恳策_(dá)到了32百萬瓦特。近年來由于環(huán)保意識的高漲和政府補(bǔ)助金的制度，預(yù)估日本住家用太陽能電池的需求量，也會(huì)急速增加。 　　
　　在中國，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)亦得到政府的大力鼓勵(lì)和資助。2009年3月，財(cái)政部宣布擬對太陽能光電建筑等大型太陽能工程進(jìn)行補(bǔ)貼。
　　原理
　　太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，光生空穴由n區(qū)流向p區(qū)，光生電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。太
太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式。
　　光—熱—電轉(zhuǎn)換
　�。�1） 光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。
　　光—電直接轉(zhuǎn)換
　　（2） 光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。
　　太陽能電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
　　現(xiàn)階段以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。
　　太陽能電池應(yīng)用現(xiàn)狀
　　據(jù)Dataquest的統(tǒng)計(jì)資料顯示，目前全世界共有136 個(gè)國家投入普及應(yīng)用太陽能電池的熱潮中，其中有95 個(gè)國家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽能電池的研制開發(fā)，積極生產(chǎn)各種相關(guān)的節(jié)能新產(chǎn)品。1998年，全世界生產(chǎn)的太陽能電池，其總的發(fā)電量達(dá)1000兆瓦，1999年達(dá) 2850兆瓦。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)EPIA2008年的預(yù)測，如果按照2007年全球裝機(jī)容量為2.4GW來計(jì)算，2010年全球的年裝機(jī)容量將達(dá)到6.9GW,2020年和2030年將分別達(dá)到56GW和281GW，2010年全球累計(jì)裝機(jī)容量為25.4GW，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到278GW，2030年達(dá)到1864GW。全球太陽能電池產(chǎn)量以年均復(fù)合增長率47%的速度迅猛增長，2008年產(chǎn)量達(dá)到6.9GW。
　　目前，許多國家正在制訂中長期太陽能開發(fā)計(jì)劃，準(zhǔn)備在21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)太陽能，美國能源部推出的是國家光伏計(jì)劃，日本推出的是陽光計(jì)劃。NREL光伏計(jì)劃是美國國家光伏計(jì)劃的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，該計(jì)劃在單晶硅和高級器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統(tǒng)性能  太陽能電池汽車
和工程、 光伏應(yīng)用和市場開發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開展研究工作。 　　
　　美國還推出了"太陽能路燈計(jì)劃",旨在讓美國一部分城市的路燈都改為由太陽能供電，根據(jù)計(jì)劃，每盞路燈每年可節(jié)電 800 度。日本也正在實(shí)施太陽能"7萬套工程計(jì)劃"， 日本準(zhǔn)備普及的太陽能住宅發(fā)電系統(tǒng)，主要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽能電池發(fā)電設(shè)備，家庭用剩余的電量還可以賣給電力公司。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的系統(tǒng)。歐洲則將研究開發(fā)太陽能電池列入著名的"尤里卡"高科技計(jì)劃，推出了"10萬套工程計(jì)劃"。這些以普及應(yīng)用光電池為主要內(nèi)容的"太陽能工程"計(jì)劃是目前推動(dòng)太陽能光電池產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ�一�?　　
　　日本、韓國以及歐洲地區(qū)總共8個(gè)國家最近決定攜手合作，在亞洲內(nèi)陸及非洲沙漠地區(qū)建設(shè)世界上規(guī)模最大的太陽能發(fā)電站，他們的目標(biāo)是將占全球陸地面積約1/4的沙漠地區(qū)的長時(shí)間日照資源有效地利用起來，為30萬用戶提供100萬千瓦的電能。計(jì)劃將從2001年開始，花4年時(shí)間完成。
　　目前，美國和日本在世界光伏市場上占有最大的市場份額。美國擁有世界上最大的光伏發(fā)電廠，其功率為7MW，日本也建成了發(fā)電功率達(dá)1MW的光伏發(fā)電廠。全世界總共有23萬座光伏發(fā)電設(shè)備，以色列、澳大利亞、新西蘭居于領(lǐng)先地位。 　
　　20世紀(jì)90年代以來，全球太陽能電池行業(yè)以每年15%的增幅持續(xù)不斷地發(fā)展。據(jù)Dataquest發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)和預(yù)測報(bào)告顯示，美國、日本和西歐工業(yè)發(fā)達(dá)國家在研究開發(fā)太陽能方面的總投資，1998年達(dá)570億美元；1999年646億美元；2000年700億美元；2001年將達(dá)820億美元；2002年有望突破1000億美元。
　　中國太陽能電池現(xiàn)狀
　　中國對太陽能電池的研究開發(fā)工作高度重視，早在七五期間，非晶硅半導(dǎo)體的研究工作已經(jīng)列入國家重大課題；八五和九五期間，中國把研究開發(fā)的重點(diǎn)放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月，國家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發(fā)計(jì)劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)劃到2015年全國太陽能發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到300兆瓦。中國已成為全球光伏產(chǎn)品最大制造國，中國即將出臺的《新能源振興規(guī)劃》，中國光伏發(fā)電的裝機(jī)容量規(guī)劃為2020年達(dá)到20GW，是原來《可再生能源中長期規(guī)劃》中1.8GW的10多倍。
　　2002年，國家有關(guān)部委啟動(dòng)了"西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計(jì)劃"，通過太陽能和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)無電鄉(xiāng)的  多晶硅太陽能電池
　　用電問題。這一項(xiàng)目的啟動(dòng)大大刺激了太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)建起了幾條太陽能電池的封裝線，使太陽能電池的年生產(chǎn)量迅速增加。據(jù)專家預(yù)測，目前中國光伏市場需求量為每年5MW,2001～2010年，年需求量將達(dá)10MW，從2011年開始，中國光伏市場年需求量將大于20MW。 　　
　　目前國內(nèi)太陽能硅生產(chǎn)企業(yè)主要有洛陽單晶硅廠、河北寧晉單晶硅基地和四川峨眉半導(dǎo)體材料廠等廠商，其中河北寧晉單晶硅基地是世界最大的太陽能單晶硅生產(chǎn)基地，占世界太陽能單晶硅市場份額的25%左右。 　　
　　在太陽能電池材料下游市場，目前國內(nèi)生產(chǎn)太陽能電池的企業(yè)主要有宏威集團(tuán)、無錫尚德、海潤光伏、南京中電、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、蘇州阿特斯、常州天合、拓日新能、云南天達(dá)光伏科技、寧波太陽能電源、京瓷（天津）太陽能等公司，總計(jì)年產(chǎn)能在800MW以上。 　　
　　2009年，國務(wù)院根據(jù)工信提供的報(bào)告指出多晶硅產(chǎn)能過剩，實(shí)際業(yè)界人并不認(rèn)可，科技部已經(jīng)表態(tài)，多晶硅產(chǎn)能并不過剩[1]。
　　太陽能電池發(fā)展前景
　　目前，太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。但是在目前階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟(jì)上的限制。 　　
　　但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護(hù)和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。
　　太陽能電池的分類簡介
　　太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式（以下表示為a-）兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。[2] 　　
　　按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形（a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等）、ⅢV族（GaAs,InP等）、ⅡⅥ族（Cds系）和磷化鋅 (Zn 3 p 2 ）等。 　　
　　太陽能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機(jī)太陽能電池、塑料太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。
　　1）硅太陽能電池
　　硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%（截止2011，為18%）。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。 　　
　　多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%（截止2011，為17%）。因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽能電地市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。
　　非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，那么，非晶硅太陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。
　�。�2）多晶體薄膜電池
　　多晶體薄膜電池硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。 　　
　　砷化鎵（GaAs）III-V化合物電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光學(xué)帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強(qiáng)，對熱不敏感，適合于制造高效單結(jié)電池。但是GaAs材料的價(jià)格不菲，因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。 　　
　　銅銦硒薄膜電池（簡稱CIS）適合光電轉(zhuǎn)換，不存在光致衰退問題，轉(zhuǎn)換效率和多晶硅一樣。具有價(jià)格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個(gè)重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。
　�。�3）有機(jī)聚合物太陽能電池
　　以有機(jī)聚合物代替無機(jī)材料是剛剛開始的一個(gè)太陽能電池制造的研究方向。由于有機(jī)材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本底等優(yōu)勢，從而對大規(guī)模利用太陽能，提供廉價(jià)電能具有重要意義。但以有機(jī)材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機(jī)材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實(shí)用意義的產(chǎn)品，還有待于進(jìn)一步研究探索。
　�。�4）納米晶太陽能電池
　　納米TiO2晶體化學(xué)能太陽能電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上，制作成本僅為硅太陽電池的1/5～1/10．壽命能達(dá)到20年以上。此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，不久的將來會(huì)逐步走上市場。
　�。�5）有機(jī)薄膜太陽能電池
　　有機(jī)薄膜太陽能電池，就是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。大家對有機(jī)太陽能電池不熟悉，這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽能電池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由其它無機(jī)材料制成的。
　�。�6）染料敏化太陽能電池
　　染料敏化太陽能電池，是將一種色素附著在TiO2粒子上，然后浸泡在一種電解液中。色素受到光的照射，生成自由電子和空穴。自由電子被TiO2吸收，從電極流出進(jìn)入外電路，再經(jīng)過用電器，流入電解液，最后回到色素。染料敏化太陽能電池的制造成本很低，這使它具有很強(qiáng)的競爭力。它的能量轉(zhuǎn)換效率為12%左右。
　�。�7）塑料太陽能電池
　　塑料太陽能電池以可循環(huán)使用的塑料薄膜為原料，能通過“卷對卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)，其成本低廉、環(huán)保。但目前塑料太陽能電池尚不成熟，預(yù)計(jì)在未來5年到10年，基于塑料等有機(jī)材料的太陽能電池制造技術(shù)將走向成熟并大規(guī)模投入使用。 太陽能電池（組件）生產(chǎn)封裝
　　組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得可客戶滿意的關(guān)鍵，所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。
流程
　　1、電池檢測——2、正面焊接—檢驗(yàn)—3、背面串接—檢驗(yàn)—4、敷設(shè)（玻璃清洗、材料切割、玻璃預(yù)處理、敷設(shè)）——5、層壓——6、去毛邊（去邊、清洗）——7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）——8、焊接接線盒——9、高壓測試——10、組件測試—外觀檢驗(yàn)—11、包裝入庫
組件高效和高壽命如何保證
　　1、高轉(zhuǎn)換效率、高質(zhì)量的電池片； 　　
　　2、高質(zhì)量的原材料，例如：高的交聯(lián)度的EVA、高粘結(jié)強(qiáng)度的封裝劑（中性硅酮樹脂膠）、高透光率高強(qiáng)度的鋼化玻璃等； 　　
　　3、合理的封裝工藝 　　
　　4、員工嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)； 　　
　　由于太陽電池屬于高科技產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中一些細(xì)節(jié)問題，一些不起眼問題如應(yīng)該戴手套而不戴、應(yīng)該均勻的涂刷試劑而潦草完事等都是影響產(chǎn)品質(zhì)量的大敵，所以除了制定合理的制作工藝外，員工的認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)是非常重要的。