太阳能电池板的类型：优点和缺点

可商购有三种主要的太阳能电池板：单晶太阳能电池板，多晶太阳能电池板和薄膜太阳能电池板。目前还有几种其他有前途的技术在开发中，包括双层面板，有机太阳能电池，集中光光伏等甚至纳米规模的创新等量子点。

每个不同类型的太阳能电池板都有一组独特的优点和缺点，即消费者在选择太阳能电池板系统时应该考虑。

三种主要类型的太阳能电池板的优缺点
	单晶太阳能电池板	多晶太阳能电池板	薄膜太阳能电池板
材料	纯硅	硅晶体融化在一起	各种材料
效率	24.4％	19.9％	18.9％
成本	中等	最便宜	最贵的
生命跨度	最长	中等	最短的
制造碳足迹	38.1 G CO2-EQ / KWH	27.2 g co2-eq / kWh	根据类型，只需21.4g CO2-eq / kWh即可

单晶太阳能电池板

由于它们的许多优点，单晶太阳能电池板是当今市场上最常用的太阳能电池板。大约95％的太阳能电池今天被出售使用硅作为半导体材料。硅是丰富，稳定，无毒的，与建立的发电技术有关。

最初在20世纪50年代开发，单晶硅太阳能电池通过首先使用纯硅种子产生高度纯硅锭而制造的czochralski方法。然后从铸锭切割单晶，从而产生硅晶片，厚度约为0.3毫米（0.011英寸）。

由于必须制造硅锭的精确方式，产生比其他类型的太阳能电池更慢，更昂贵的太阳能电池。为了成长晶体，材料的温度必须保持非常高。结果，由于在整个制造过程中发生的硅种子的热量丧失，必须使用大量能量。在切割过程中，高达50％的材料可以浪费，从而为制造商生产更高的生产成本。

但由于多种原因，这些类型的太阳能电池保持了他们的普及。首先，它们具有比任何其它类型的太阳能电池的效率更高，因为它们是由单晶，其允许电子通过细胞更容易地流动的。因为它们如此高效，所以它们可以小于其他太阳能电池板系统，并且仍然产生相同的电力。他们也有最长的寿命今天市场上的任何类型的太阳能电池板。

单晶太阳能电池板的最大缺点之一是成本（由于生产过程）。此外，它们在光线不会直接击中它们的情况下，它们并不像其他类型的太阳能电池板。如果他们被污垢，雪或叶子覆盖，或者如果它们在非常高的温度下运行，他们的效率也更加下降。虽然单晶太阳能电池板仍然受欢迎，但其他类型的面板的低成本和效率上升越来越令消费者。

多晶太阳能电池板

顾名思义，多晶太阳能电池板由由多个未排列的硅晶体形成的电池制成。这些第一代太阳能电池由太阳能级硅制造并浇铸到模具中并允许其固化。然后将模制硅切割成太阳能电池板的晶片中。

多晶太阳能电池产生比单晶硅电池，因为它们不要求创建所需要的时间和精力，切成的单晶较不昂贵。并同时由硅晶体的晶粒产生的边界导致对于有效的电子流动屏障，它们实际上比单晶硅电池低光照条件下更高效的并能保持输出时不会在阳光直接倾斜。由于这种能力保持不利条件的能力，他们最终得到了相同的整体能量产量。

多晶太阳能电池板的电池大于它们的单晶对应物，因此面板可以占用更多空间以产生相同量的电量。它们也不像其他类型的面板那样耐用或持久持久，尽管寿命的差异很小。

薄膜太阳能电池板

生产太阳能级硅的高成本导致了已知几种类型的第二代和第三代太阳能电池薄膜半导体。薄膜太阳能电池需要较低体积的材料，通常使用一层硅，只有一个微米厚，其约为单晶和多晶太阳能电池宽度的1/300。硅的质量较低，而不是单晶晶硅晶片中使用的那种。

许多太阳能电池由非晶体非晶硅制成。因为无定形硅没有结晶硅的半导电性能，所以它必须与氢结合以进行电力。非晶硅太阳能电池是最常见的类型薄膜细胞，它们通常在电子产品中发现，如计算器和手表。

其他商业可行薄膜半导体材料包括碲化镉（CdTe），铜铟镓酶（CIGS）和砷化镓（GaAs）。将一层半导体材料沉积在廉价的基板上，如玻璃，金属或塑料，使其比其他太阳能电池便宜且更适应。半导体材料的吸收率很高，这是它们使用比其他细胞更少的原因的原因之一。

生产薄膜细胞比第一代太阳能电池更简单，更快，并且有多种技术可用于制造它们，这取决于制造商的能力。薄膜太阳能电池如CIGS沉积在塑料上，显着降低其重量并提高其灵活性。CDTE具有唯一具有较低成本，更高投资回收时间，降低碳足迹的薄膜，以及与所有其他太阳能技术的寿命降低的薄膜。

然而，薄膜太阳能电池在其目前形式的缺点是无数的。当Cdte细胞中的镉是毒性的如果吸入或摄入，并且如果在处置期间没有适当处理，并且可以浸入地面或供水中。如果面板回收，则可以避免这种情况，但该技术目前不像需要的广泛使用。使用如CIGS，CDTE和GaAs中存在的稀有金属也可以是生产大量薄膜太阳能电池的昂贵且潜在限制的因素。

其他类型

各种太阳能电池板远远大于商业市场上的目前。许多较新类型的太阳能技术正在开发中，正在研究旧的类型，效率可能提高并降低成本。这些新兴技术中的一些是测试的试验阶段，而其他技术则仅在实验室环境中仍然证明。以下是已经开发的其他一些类型的太阳能电池板。

双齿轮太阳能电池板

传统的太阳能电池板在面板的一侧仅具有太阳能电池。双面太阳能电池板具有在两侧内置的太阳能电池，以便让它们不仅收集入射的阳光，还可以在它们下面的地面上反射光线。它们也与阳光一起移动，以最大限度地提高阳光可以在面板两侧收集的时间。来自国家可再生能源实验室的一项研究表明，单面面板的效率提高了9％。

浓缩器光伏技术

聚光灯光伏技术（CPV）使用弯曲镜等光学设备和技术以经济高效的方式集中太阳能。由于这些面板集中阳光，因此它们不需要尽可能多的太阳能电池来产生相等的电力。这意味着这些太阳能电池板可以以较低的总体成本使用更高质量的太阳能电池。

有机光伏

有机光伏电池使用小有机分子或层的有机聚合物进行电力。这些细胞是轻便，灵活，并具有较低的总体成本比许多其他类型的太阳能电池对环境的影响。

钙钛矿细胞

聚光材料的钙钛矿晶体结构使这些细胞成为他们的名字。它们的成本低，易于制造，吸光度高。它们目前对大规模使用太不稳定。

染料敏化太阳能电池（DSSC）

这些五层薄膜电池使用特殊的敏化染料来帮助产生产生电流的电子流动。DSSC具有在低光条件下工作的优点，随着温度上升，它们含有的一些化学物质将在低温下冻结，这使得在这种情况下不可操作。

量子点

该技术仅在实验室进行了测试，但它显示出几个积极的属性。量子点细胞由不同的金属制成，并在纳米级上工作，因此它们的功率生产重量比非常好。不幸的是，如果没有处理和处理，它们也对人和环境感到高度毒性。