夏天豪 陶 煜/宁波市计量测试研究院

0 引言

1 太阳能电池的结构及原理

目前全球能源问题严峻，必须寻求可持续发展的解决方案。太阳作为地球上所有能源的根源，将会是解决能源问题的关键。太阳储能非常丰富，它向宇宙空间发射的辐射功率为3.8×1023kW，其中20亿分之一到达地球大气层，到达地表的约为8×1013kW，也就是说太阳每1 s照射到地球上的能量就相当于燃烧500×104t煤释放的热量，取之不尽，用之不竭。但是太阳能的利用率却非常低。到达地面的太阳辐射能中，47%在地表面直接转化成热能，23%储存在海水和冰中，另一部分用于将水蒸发成云或雨。地球上动植物以光合作用的形式使用的生物能源只占0.02%。这是非常小的一部分太阳能，却支持着地球上所有的生命活动。如果能合理有效地利用太阳能，能源问题将不再是问题。

现阶段对太阳能的利用主要分为两类，一种是直接利用太阳辐射所转化的热能，其主要代表为真空管太阳能热水器，收集太阳辐射的热能用来提升水的温度。这种方法技术简单，但是能量使用方式单一，灵活性差；另一种就是把太阳能转化为电能，然后应用于各种场合，这种方法也被称为太阳能电池发电。太阳能电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染，是具有巨大发展潜力的绿色能源。

太阳能电池是一种利用太阳光能直接发电的半导体薄片，在光的照射下，能够瞬间输出电流，这在物理学上称为光生伏特效应（photovoltaic, 简称PV），并于1939年由法国物理学家A.E.Becquerel首次发现。……