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1 太阳能电池
能源，作为人们赖以生存和发展的基础，是人类永恒的主题。二十一世纪，在高度工业化给全球带来了高度经济发展和前所未有文明的同时，也让能源危机变得越发严峻。我们现在使用的传统能源，例如煤、石油、天然气等不可再生化石能源正面临着逐渐枯竭的危机。此外，化石燃料的消耗也必然导致有害气体排放量的大规模增长，严重破坏生态环境，例如温室效应等。因此，可再生新能源的研究与开发是人类生命攸关的大问题，越来越受到各国政府的重视。与其他可再生新能源，如：风能、水利能、沼气能、潮汐能、地热能等相比，太阳能具有绿色环保、成本低廉，安全可靠、取之不竭、不受地理条件限制等诸多优点，因而倍受人们青睐。太阳内部每时每刻都在发生热核聚变反应,进行质能转换,投射到地球大气层之前的功率密度约为1135kW/m2。如果太阳辐射维持不变,则太阳半衰期寿命还有7*1012年以上,可以说太阳能是取之不尽用之不竭的天赐能源。我国陆地2/3以上地区的年日照时数大于2000h,太阳能相当丰富。太阳每年给地球提供的能量达到31024 J，相当于全球每年消耗能量的10000倍。据此计算，只需将地球表面积的0.1 %用转化效率10%的太阳能电池覆盖就可以满足目前的能量需求。
2 太阳能电池的分类
2.1 硅太阳能电池
硅太阳能电池分为单晶硅、多晶硅薄膜和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但其单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难。多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%（截止2011，为17%）。因因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。
2.2 多晶体薄膜
多晶体薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，但镉有剧毒，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。
砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。
铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，但铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。
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