太阳能电池技术的发展与应用

传统太阳能电池板一般用单晶硅、多晶硅、非晶硅等材料制作，其发电原理是根据光生伏打效应，即硅在太阳光直接照射下，晶体中的电子发生移动，在晶体两面和内部出现电荷分布不均的现象，一面集聚大量的正电荷，一面集聚大量的负电荷，光线越强这种现象越明显，如果与负载相连，就成为一个电池。

经过半个世纪的研究和应用，这种太阳能电池技术虽有了很大的进展，但其制造成本还是较高，光电转换率较低，因而其应用并未广泛，大多用于比较特殊的场合，如航天、特种、偏僻的山区小镇、江、河、湖、海里的航标灯、人迹罕至的山巅等一般电力输送不到而非用电不可的地区，一般场合也只是试验辅助设施如控制器、逆变器、蓄电池等的可靠性受环境的影响较大，需经常正确的维护和维修，否则整个发电系统的寿命十分有限。

最近根据有关理论，开发出一种新型太阳能电池，这种电池与传统电池相比，具有很多特点。新型太阳能电池是在光电效应的机理上发展起来的。利用光电效应可以把光信号转变为电信号的性质，在技术上有广泛的应用，如制光电管，用在有太阳光直接照射在金属表面，太阳能被金属表面的自由电子吸收，自由电子立即逸出金属表面，又在建场蓄电池形成的电场力作用下，向左移动，碰到另一极板，并聚集在其上，这样在逸出自由电子的金属板上剩余大量的正电荷，而另一极板上聚集了大量的负电荷，光线越强，电荷越多，两极板的电势差越大，接上控制台或负载便可使用。

经试运行表明，这种新型太阳能电池板在太阳光直射下除能输出电能外，还具有电池电压与建场蓄电池的电压相关联，随建场蓄电池电压的升高而提高，可以随意组合和控制，减少了电池板的串联和并联，简化了电路。在无光时，蓄能蓄电池的反向冲电不会对电池板造成损坏或短路，不影响电池板的寿命。在建场蓄电池的作用下，金属受光面聚集了大量的自由电子，更有利于电子的逸出，逸出的电子也更容易移动到负极。

建场蓄电池同电池板的正负极之间用绝缘层隔断，确保两极间无电子迁移而漏电，同时也便于大量生产和组装，系统在运行中的维护和维修大大减少等特点。经核算表明，用该技术生产的太阳能发电系统与同功率的伏打电池发电系统相比，可降低初期投资成本左右，发电成本也有较大幅度的下降，随着研究技术的不断进步和产品的专业化、系列化，这种新型太阳能电池的投资成本将进一步下降，在未来的发电应用中，也将越来越显示其优越性。