薄膜和

晶体硅太阳能电池板的区别

太阳能电池由来已久，但很长一段时间内仍处于研发阶段。当阳光照射到太阳能电池上时，
会产生电荷，出现光伏效应。电荷数量取决于多个因素：电池材料（硅、薄膜等）、电池面积
（更大的电池面积意味着更多单个电池可转化为更多电压或电流）以及光源的质量。最高效
和最有吸引力的光源就是容易获得且无需成本太阳。

太阳能简介

如果来源可靠的话，是法国物理学家贝克勒尔（

Alexandre-Edmond Becquerel）在 1839 年

无意中在放置在光线下的导电液体中操作电极，从而发现了光伏作用。美国发明家

Charles

Fritts 在 1883 年左右首次制备了光伏太阳能电池。他的方法是在在硒表面镀上一层薄薄的金，
制成的电池的最高效率只有不到

1%。当然硒和金的成本很高，这让他的成就打了一些折扣。

故事继续。到了

1888 年，俄国物理学家 Aleksandr Stoletov 基于赫兹（Heinrich Hertz）在

1887 年发现的光电效应组装了光伏电池；1905 年，艾尔伯特?爱因斯坦解释了光电效应；
1946 年，美国工程师 Russell Shoemaker Ohl 为结型太阳能电池注册了专利；研究最终还导
致了晶体管的发明。

贝尔实验室在

1954 年因为开发首个有效太阳能光伏电池而知名。贝尔实验室使用扩散半导

体

PN 结为太阳能电池带来了效率的提升，但还不足以在具有成本效益的范围内生产。四年

后，先锋

1 号（Vanguard I）卫星发射升空，外壳装配了太阳能电池以延长卫星执行任务的

时间，通常任务时间由可用电池的寿命决定。结果证明太阳能电池是有效的，因此集成到了
当时的卫星设计中，如贝尔实验室的

Telstar 卫星。

太阳能电池在此后的

20 年里发展很缓慢，直到埃克森石油公司的 Eliot Berman 在价格和效

率方面取得突破。

1969 年左右，Berman 首先注意到了太阳能电池可以通过半导体生产工艺

进行制造。不用从头开始切割打磨半导体，也不用抗反射涂层，半导体晶圆废品的正面就具
有抗反射性，只需要切割到合适的尺寸，加上印刷电路，用于抗反射表面就可以了。

Berman 的办法解决了两个成本巨大的制作过程，而且让硅片废品得以广泛回收利用。他意
识到不需要完美的硅片，有少量瑕疵的废弃硅片对太阳能电池的性能影响不大。长话短说
1973 年 Berman 和他的团队制成了成本为 10 美元/W 的太阳能电池板，售价则达到了 20 美
元

/W。

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