太阳能电池板是由什么制成的?

太阳能电池板是由连接的单个太阳能电池一起做成面板或模块。太阳能电池本身含有一种半导体，负责在有阳光的情况下发电。太阳能电池板的其他组件包括金属、玻璃和不同类型的塑料。

虽然根据太阳能电池板的类型和用途，某些材料可能会有所不同，但吸收和反射阳光、移动电流和将电池板固定在一起的基本组件必须全部存在，以安全有效地生产电力。

光伏电池

的光伏效应是太阳能电池板将太阳光转化为可用电力的过程。1839年，法国物理学家亚历山大-埃德蒙·贝克勒尔首次观测到这种现象。现代光伏电池，也被称为太阳能电池，于1946年获得专利。这些太阳能电池是第一个成功使用含有杂质的硅来制造太阳能电池正常工作所需的电阻。

各种材料都可以用作太阳能电池的半导体。每一种都有独特的特性，这或多或少地吸引了大量生产太阳能电池板。

单晶硅

硅是一种非金属元素，被认为是半导体，因为它比绝缘体导电性强，但不如金属导电性强。由单晶硅制成的太阳能电池被认为是第一代太阳能电池。它们是由大块的纯硅晶体切片制成的。

这些铸锭最常用的是用硅结晶法形成的。在这个过程中，一个种子晶体附着在一根棒的末端，并下降到熔融硅的表面。硅常与硼混合在一起。然后再慢慢地抽出棒，当它被从坩埚中举起时，棒和坩埚都向相反的方向旋转。铸锭慢慢成形，然后被切成薄的单晶晶片，这样就可以然后分层用在太阳能电池中。

单晶太阳能电池比多晶太阳能电池成本高，但效率高，特别是垂直于阳光时。

多晶硅

这种材料是由许多硅晶体熔化在一起形成的非排列的硅晶体制成的。因为电子必须穿过多个晶体而不是一个，所以多晶太阳能电池的效率比单晶低。它们的优势是比单晶硅半导体便宜得多，所以它们相对普遍。

氢化非晶硅

氢化非晶硅用于薄膜硅太阳能电池，是一种沉积在玻璃、不锈钢和塑料等各种基材上的薄层材料。这种类型的太阳能电池被认为是第二代，与第一代单晶硅和多晶硅太阳能电池相比有明显的优势。

它们的生产成本相对较低，因为它们不需要大量的材料。它们可以用来制造非常小的太阳能电池，而且比其他类型的太阳能电池更环保，因为它们避免使用有毒的重金属。然而，由于它们是由如此薄的层组成，不能吸收那么多的太阳辐射，这使得它们比其他类型的太阳能电池效率低得多。

碲化镉

另一种第二代太阳能技术是碲化镉，由金属镉和类碲化金属制成，具有金属和非金属的特性。它的效率相对较高，因为它能够使用比硅太阳能电池更宽的光波来发电。镉是其他材料的副产品，所以它的丰富使它在太阳能电池中使用便宜。

不幸的是，碲化镉太阳能电池的使用有环境成本。镉本身是一种剧毒物质，镉和碲一起也表现出毒性。几项研究表明，有毒金属已经从太阳能电池中浸出，而浸出液在饮用水和土壤中的金属含量超过了几项法律限制。即便如此，它们仍然是太阳能电池的热门选择。

铜铟镓二硒化

铜铟镓二硒化物(CIGS)是另一种用于薄膜PV电池的金属材料。这是在铜铟二硒化技术的基础上，通过添加镓来提高电池效率的半导体。

生产CIGS太阳能电池比生产硅太阳能电池消耗更少的能量，而且CIGS太阳能电池的重量和柔韧性也令人难以置信。这就是为什么他们是第二个最常见的硅之后的半导体材料。

在对CIGS进行渗滤液毒性测试时，渗滤液中的几种金属浓度超过了世界卫生组织饮用水的限制。然而，东京大学最新的研究显示了回收CIGS渗滤液的有希望的数据，并有可能回收太阳能电池中使用的高百分比的原始金属。

钙钛矿

这种材料的能量转换效率为25%。它们以钙钛矿命名，因为它们的晶体结构相似。采用这些材料制造太阳能电池的主要问题是铅基吸收剂的使用，如果释放到环境中就会有剧毒。目前正在测试的其他材料可能会消除钙钛矿太阳能电池中对铅的需求。

其他面板材料

还有许多其他组件组成了一个太阳能电池板。每一个都扮演着保护太阳能电池不受这些元件影响的角色，有效地将电通过系统，或保持电气元件正常运行。虽然一些元素可能会因设计或使用而不同，但这些是太阳能电池板最常见的部分。

玻璃

玻璃经常被用来覆盖太阳能电池板以防止细胞受损。它是低铁和不反射，允许最大限度地吸收阳光。

密封剂

太阳能电池封装剂是用来将太阳能电池层粘合在一起的。乙烯醋酸乙烯酯(EVA)用于几乎80%的太阳能电池。它价格便宜，光线可以很容易地穿过它，并且有很高的粘合强度，这就是它如此受欢迎的原因。

后表面

在只吸收一侧光线的太阳能电池板中，a后表面表或者在电池组的后面放置衬垫，以降低太阳能电池板的温度。这种背板通常由聚合物制成，即聚氟乙烯(PVF)或聚对苯二甲酸乙二醇酯与PVF结合。

接线盒

连接盒在太阳能电池板的背面包裹着铜线，铜线包含太阳能电池产生的电力。它包含结二极管，保持电流在一个方向流动，所以它不会返回到面板。

铝框

连接在一起的太阳能电池组成了一个太阳能电池板。电池被放置在一个铝制框架中，保护整个面板，防止水和灰尘进入外壳。铝是地球上第二常见的金属，仅次于硅。它是一种轻质金属，可以抵抗各种因素，使它成为太阳能电池板框架的理想选择。