太陽能電池，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，它只要被滿足一定照度條件的光照度，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic，縮寫為PV)，簡稱光伏。太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光伏效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽能電池則還處于萌芽階段。截至2024年1月，中國太陽能電池全球?qū)＠暾埩繛?2.64萬件，全球排名第一。 [9]2024年7月7日，隆基綠能科技股份有限公司(以下簡稱“隆基綠能”)研制的晶硅—鈣鈦礦疊層太陽能電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)34.6%。 [14]2025年2月28日，國家統(tǒng)計局發(fā)布的《中華人民共和國2024年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2024年太陽能電池(光伏電池)產(chǎn)量6.8億千瓦，增長15.7%。數(shù)據(jù)顯示是將系統(tǒng)內(nèi)部或外部存儲器中的數(shù)據(jù)以可見或可讀形式輸出，有數(shù)據(jù)值直接顯示、數(shù)據(jù)表顯示、各種統(tǒng)計圖形顯示等形式。在地理信息系統(tǒng)中，反映空間信息的數(shù)據(jù)還可以圖形或圖像形式顯示。數(shù)據(jù)顯示除與數(shù)據(jù)本身有關(guān)外，還與顯示設(shè)備有關(guān)。對于高分辨彩色顯示器、彩色繪圖機(jī)，顯示精度高，并可利用不同顏色表示出不同數(shù)值。對于單色顯示器、打印機(jī)，需設(shè)計不同顯示符號來表示不同數(shù)值，以提高顯示效果。

數(shù)據(jù)顯示2012年，我國太陽能電池繼續(xù)保持產(chǎn)量和性價比優(yōu)勢，國際競爭力愈益增強(qiáng)。隨著太陽能電池行業(yè)的不斷發(fā)展，內(nèi)業(yè)競爭也在不斷加劇，大型太陽能電池企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)品購買者的深入研究。正因?yàn)槿绱?，一大批國?nèi)優(yōu)秀的太陽能電池品牌迅速崛起，逐漸成為太陽能電池行業(yè)中的翹楚 [1]。2023年一季度，中國太陽能電池出口突破900億元，增長23.6%。 [6]2023年8月28日至9月1日，在十四屆全國人大常委會第五次會議上的《國務(wù)院關(guān)于今年以來國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃執(zhí)行情況的報告》報告指出。其中電動載人汽車、鋰離子蓄電池、太陽能電池“新三樣”出口合計增長52.4%。 [8]截至2024年1月，中國太陽能電池全球?qū)＠暾埩繛?2.64萬件，全球排名第一。 [9]2024年1月12日，國務(wù)院新聞辦召開新聞發(fā)布會，海關(guān)總署相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹：2023年，中國出口機(jī)電產(chǎn)品13.92萬億元，增長2.9%，占出口總值的58.6%。其中，電動載人汽車、鋰離子蓄電池和太陽能電池等“新三樣”產(chǎn)品合計出口1.06萬億元，首次突破萬億大關(guān)，增長29.9%。

太陽能電池板，也被稱為光伏電池板，是一種革命性的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，它能夠?qū)⒇S富的太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，為現(xiàn)代社會提供了一種清潔、可再生且環(huán)保的能源解決方案。其工作原理基于光電效應(yīng)(Photovoltaic Effect)，這一原理揭示了光能與電能之間的轉(zhuǎn)換機(jī)制。下面，我們將詳細(xì)探討太陽能電池板的工作原理及其背后的科學(xué)原理。光電效應(yīng)是太陽能電池板工作的核心基礎(chǔ)。簡單來說，當(dāng)光線(特別是太陽光)照射到某些材料(如硅等半導(dǎo)體)表面時，光子(光的粒子)會與材料中的原子或電子發(fā)生相互作用。如果光子的能量足夠大，就能將原子中的電子激發(fā)出來，形成自由電子，進(jìn)而在材料中產(chǎn)生電流。這一過程中，光能就被轉(zhuǎn)換為了電能。太陽能電池板主要由多個太陽能電池單元(光伏電池)組成，這些電池單元通常被串聯(lián)或并聯(lián)以提高整體的輸出電壓或電流。每個太陽能電池單元都包含兩個關(guān)鍵部分：P型半導(dǎo)體(空穴多)和N型半導(dǎo)體(電子多)，它們之間通過特定的工藝形成了一個PN結(jié)。PN結(jié)是太陽能電池板的核心，它決定了電池板的光電轉(zhuǎn)換效率。

1. **光吸收與電子激發(fā)**：當(dāng)太陽光照射到太陽能電池板表面時，光子穿透透明的導(dǎo)電層(如氧化錫或氧化鋅)進(jìn)入PN結(jié)。在PN結(jié)中，光子被半導(dǎo)體材料吸收，其能量被轉(zhuǎn)移到電子上。當(dāng)光子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度(或稱為能隙)時，電子會從價帶躍遷到導(dǎo)帶，形成自由電子，并在價帶中留下一個正電荷的空穴，從而形成了電子-空穴對。

2. **電子與空穴的分離**：在PN結(jié)中，由于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體中載流子濃度的差異，會形成一個內(nèi)建電場。這個電場的方向是從N型半導(dǎo)體指向P型半導(dǎo)體。在內(nèi)建電場的作用下，電子被推向N型半導(dǎo)體一側(cè)，而空穴則被推向P型半導(dǎo)體一側(cè)。這樣，電子和空穴就被有效地分離開來，形成了光生電壓，即太陽能電池板的開路電壓。

3. **電流的產(chǎn)生與輸出**：為了收集和利用光生電壓產(chǎn)生的電流，太陽能電池板通常會在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體上分別覆蓋一層金屬網(wǎng)格(稱為前柵線和背電極)。當(dāng)電子和空穴在PN結(jié)兩側(cè)聚集時，它們會通過這些金屬網(wǎng)格流向外部電路，形成電流。這個電流的大小取決于光照強(qiáng)度、太陽能電池板的面積和效率等因素。

4. **串聯(lián)與并聯(lián)提高性能**：由于單個太陽能電池單元產(chǎn)生的電能有限，因此太陽能電池板通常由多個電池單元串聯(lián)或并聯(lián)組成。串聯(lián)可以提高輸出電壓，而并聯(lián)則可以增加輸出電流。這種排列方式使得太陽能電池板能夠產(chǎn)生足夠的電力來滿足家庭、商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用的需求。

公牛太陽能電池板，作為戶外能源解決方案的璀璨明星，以其獨(dú)特的折疊便攜設(shè)計，重新定義了綠色能源的便攜性與高效性。這款單晶硅材質(zhì)的200W光伏發(fā)電板，猶如自然界的微型能量捕手，精準(zhǔn)捕捉每一縷陽光，將其轉(zhuǎn)化為源源不斷的清潔電力。其單晶硅材質(zhì)，如同精心雕琢的寶石，不僅保證了光電轉(zhuǎn)換效率的高峰值，更在耐用性上樹立了行業(yè)標(biāo)桿，即便面對惡劣的戶外環(huán)境，亦能穩(wěn)如磐石，持續(xù)輸出穩(wěn)定電能。折疊設(shè)計巧妙融合了空間美學(xué)與實(shí)用性，輕輕一展，即可展開成一片廣闊的能量采集面;輕輕一折，又瞬間化身為小巧精致的隨身伴侶，無論是家庭露營的溫馨時光，還是戶外探險的激情瞬間，都能輕松攜帶，無拘無束。搭配公牛精心研發(fā)的戶外電源，這對黃金搭檔更是將綠色能源的應(yīng)用推向了新的高度。戶外電源如同一個移動的能源寶庫，不僅能夠有效儲存太陽能電池板轉(zhuǎn)化的電能，更能在無陽光時作為應(yīng)急電源，為各種電子設(shè)備提供源源不斷的動力支持。無論是照亮夜晚的LED燈，還是記錄美好瞬間的相機(jī)，亦或是保障通訊暢通的手機(jī)，都能在這份綠色能源的滋養(yǎng)下，煥發(fā)無限活力。

太陽能電池板的工作原理基于光伏效應(yīng)，即太陽光照射到半導(dǎo)體材料(通常是硅)時，光子激發(fā)出自由電子，形成電流。這個過程發(fā)生在每個太陽能電池單元內(nèi)，而通過將多個電池單元組合在一起，太陽能電池板可以輸出一定的電壓和電流，并且通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為可用的交流電。雖然太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率受多種因素的影響，但它仍然是目前一種非常清潔、環(huán)保的能源轉(zhuǎn)換方式。

隨著科技的不斷進(jìn)步，太陽能電池板的新型開發(fā)方向包括新型涂層技術(shù)、植物材料的應(yīng)用等。這些創(chuàng)新技術(shù)有望進(jìn)一步提高太陽能電池板的性能和降低成本。

鋼化玻璃：其首要職責(zé)是保護(hù)發(fā)電主體，如電池片，不受外界損害。在選擇時，透光率是一個關(guān)鍵指標(biāo)，通常要求達(dá)到91%以上。此外，超白鋼化處理也是必不可少的，以確保玻璃的強(qiáng)度和透明度。

EVA：這種材料在組件中扮演著粘結(jié)劑的角色，用于將鋼化玻璃與發(fā)電主體牢固地結(jié)合在一起。EVA的質(zhì)量直接關(guān)系到組件的壽命，因?yàn)楸┞对诳諝庵械腅VA容易老化并變黃，進(jìn)而影響組件的透光率和發(fā)電質(zhì)量。此外，組件廠家的層壓工藝也對EVA的使用壽命產(chǎn)生重大影響。

電池片：這是太陽能電池板的核心發(fā)電部件。市場上主流的電池片類型包括晶體硅太陽電池片和薄膜太陽能電池片。晶體硅電池片設(shè)備成本較低，但電池片成本較高，其優(yōu)點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)換效率高，特別適合在室外陽光下發(fā)電。而薄膜太陽能電池雖然設(shè)備成本較高，但電池成本較低，且具有優(yōu)異的弱光效應(yīng)，能在普通燈光下發(fā)電，如計算器上的太陽能電池所示。

背板與EVA的粘結(jié)作用：背板與發(fā)電主體的粘結(jié)同樣離不開EVA的作用。它確保了組件的穩(wěn)定性和耐用性，進(jìn)一步延長了組件的使用壽命。