太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流
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硅太阳能电池分类
一按硅片厚度分
可分为晶体硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池
二按材料的结晶形态分
可分为单晶硅（c-Si）和多晶硅（p-Si）太阳能电池两类
薄膜硅太阳能电池分为非晶硅（a-Si）薄膜太阳能电池微晶硅（c-Si）太阳能电池和多晶硅（p-Si）薄膜太阳能电池三种
1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%（理论最高光电转化效率为25%）规模生产时的效率为18%（截至2011年）在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位但由于单晶硅成本价格高大幅度降低其成本很困难为了节省硅材料发展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品
2多晶硅太阳能电池
一般采用低等级的半导体多晶硅或者专门为太阳能电池使用而生产的铸造多晶硅等材料与单晶硅太阳能电池相比多晶硅太阳能电池成本较低而且转换效率与单晶硅太阳能电池比较接近它是太阳能电池的主要产品之一多晶硅太阳能电池硅片制造成本低组件效率高规模生产时的效率已达18%左右多晶硅太阳能电池占据主流除取决于此类电池的优异性能外还在于其充足廉价无毒无污染的硅原料来源而近年来多晶硅成本的降低更将使多晶硅太阳能电池大行其道
3非晶硅薄膜太阳能电池
成本低重量轻便于大规模生产有极大的潜力非晶态硅其原子结构不像晶体硅那样排列得有规则而是一种不定形晶体结构的半导体非晶硅属于直接带系材料对阳光吸收系数高只需要1μm厚的薄膜就可以吸收80%的阳光非晶硅薄膜太阳能电池于1976年问世南于硅原料不足和价格上涨促进了高效使用硅的技术和非晶硅薄膜系太阳能电池的开发非晶硅薄膜电池低廉的成本弥补了其在光电转换效率上的不足但是南于非晶硅缺陷较多制备的太阳能电池效率偏低且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
4微晶硅（μc-Si）薄膜太阳能电池
同样由于光电效率衰退效应致使其性能不稳定发展受到一定的限制
5多晶硅薄膜太阳能电池
是近年来太阳能电池研究的热点虽然多晶硅属于间接带隙材料不是理想的薄膜太阳能电池材料但是随着陷光技术钝化技术以及载流子束缚技术的不断发展人们完全有可能制备出高效廉价的多晶硅薄膜太阳能电池
硅太阳能电池工作原理
太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应一般的半导体主要结构如下硅材料是一种半导体材料太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应
当硅晶体中掺入其他的杂质如硼（黑色或银灰色固体熔点为2 300℃沸点为3 658℃密度为2.349/cm³硬度仅次于金刚石在室温下较稳定可与氮碳硅作用高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应形成金属硼化物这些化合物通常是高硬度耐熔高电导率和化学惰性的物质）磷等当掺入硼时硼元素能够俘获电子硅晶体中就会存在一个空穴这个空穴因为没有电子而变得很不稳定容易吸收电子而中和它就成为空穴型半导体称为P型半导体（在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N型半导体）
同样掺入磷原子以后因为磷原子有五个电子所以就会有一个电子变得非常活跃形成电子型半导体称为N型半导体P型半导体中含有较多的空穴而N型半导体中含有较多的电子这样当P型和N型半导体结合在一起时在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层界面的P型一侧带负电N型一侧带正电出现了浓度差N区的电子会扩散到P区P区的空穴会扩散到N区一旦扩散就形成了一个由N指向P的内电场从而阻止扩散进行达到平衡后就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差从而形成PN结当晶片受光后PN结中N型半导体的空穴往P型区移动而P型区中的电子往N型区移动从而形成从N型区到P型区的电流然后在PN结中形成电势差这就形成了电源
由于半导体不是电的良导体电子在通过PN结后如果在半导体中流动电阻非常大损耗也就非常大但如果在上层全部涂上金属阳光就不能通过电流就不能产生因此一般用金属网格覆盖PN结以增加入射光的面积另外硅表面非常光亮会反射掉大量的太阳光不能被电池利用
为此科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（减反射膜）实际工业生产基本都是用化学气相沉积一层氮化硅膜厚度在1000A左右将反射损失减小到5%甚至更小或者采用制备绒面的方法即用碱溶液（一般为NaOH溶液）对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面入射光在这种表面经过多次反射和折射降低了光的反射增加了光的吸收提高了太阳电池的短路电流和转换效率一个电池所能提供的电流和电压毕竞有限于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用形成太阳能光电板
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