太阳能电池如何工作

太阳能电池（Solar Cell）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。简单的说，PV太阳能光伏电池的发电原理，是利用太阳电池吸收0.4～1.1μm波长 (针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。由于太阳能电池产生的电是直流电，因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装交直流转换器，换成交流电，才能供电至家庭用电或工业用电。

目前可听到不同世代的太阳能电池：第一代基板硅晶（Silicon Based）、第二代为薄膜（Thin Film）、第三代新观念研发（New Concept）。

第一代硅基太阳能电池。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池的最高转换效率为29%，多晶硅电池为24%。实际量产时的转换效率会较低。

第二代薄膜太阳电池。包括非晶硅太阳能电池、CdTe 和CIGS化合物半导体电池。相比硅晶电池的几百微米硅晶厚度，薄膜太阳能电池薄膜厚度只有几个微米，大大降低了材料的成本。虽然目前多数量产薄膜太阳电池转换效率17%仍无法与晶硅太阳电池抗衡，但是其低制造成本仍然使其在市场有一席之地，且未来市场占有率仍会持续成长。

第三代新观念研发太阳能电池。包括染料敏电池、有机材料电池、串叠型电池等。染料感光太阳电池（Dye-sensitized solar cell，DSSC）是最近被开发出来的一种崭新的太阳电池。虽然目前DSC电池的最高转换效率约在12%左右，但是制造过程简单，所以一般认将大幅降低生产成本，也同时降低每度电的电费。串叠型电池（Tandem Cell）属于一种运用新颖原件结构的电池，借由设计多层不同能隙的太阳能电池来达到吸收效率最佳化的结构设计。目前由理论计算可知，如果在结构中放入越多层数的电池，将可把电池效率逐步提升，甚至可达到50%的转换效率。

下面是不同类型的研究级的太阳能电池转换效率图

三、太阳能电池如何制造

薄膜太阳能电池制造流程如下，其中有多处用到激光划片切割

美国JPSA公司的PV-5000薄膜太阳能电池激光划片加工系统

PV-5000系统，多光路快速加工，可以对非平面玻璃板自动聚焦，无HAZ热影响区，可以高产量高效进行薄膜太阳能电池的P1、P2、P3划片与P4边缘隔离

PV-5000薄膜太阳能电池激光划片加工系统产品特点：

•           太阳能薄膜面板加工面积0.6m×1.2m Gen 5，薄膜板面积最大可达Gen 8.5
•           TAKT加工时间30秒，精密气动系统扫描速度可达1.5米/秒
•          微米加工精度，视觉系统在面板划片前进行精确定位
•           采用大理石工作台，承载高精度的运动控制系统与光束传输系统
•           根据加工材料可选择1064nm,352nm,355nm 或 266nm波长的激光