太陽能電池方面的知識誰有

【專家解說】：太陽能 　　太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。 編輯本段 歷史 　　術語“光生伏打(Photovoltaics)”來源于希臘語，意思是光、伏特和電氣的，來源于意大利物理學家亞歷山德羅·伏特的名字，在亞歷山德羅·伏特以后“伏特”便作為電壓的單位使用。 太陽能電池(18張) 　　以太陽能發(fā)展的歷史來說，光照射到材料上所引起的“光起電力”行為，早在19世紀的時候就已經發(fā)現了。 　　1839年,光生伏特效應第一次由法國物理學家A.E.Becquerel發(fā)現。 1849年術語“光－伏”才出現在英語中。 　　1883年第一塊太陽電池由Charles Fritts制備成功。Charles用鍺半導體上覆上一層極薄的金層形成半導體金屬結，器件只有1%的效率。 　　到了1930年代，照相機的曝光計廣泛地使用光起電力行為原理。 　　1946年Russell Ohl申請了現代太陽電池的制造專利。 　　到了1950年代，隨著半導體物性的逐漸了解，以及加工技術的進步，1954年當美國的貝爾實驗室在用半導體做實驗發(fā)現在硅中摻入一定量的雜質后對光更加敏感這一現象后，第一個太陽能電池在1954年誕生在貝爾實驗室。太陽電池技術的時代終于到來。 　　1960年代開始，美國發(fā)射的人造衛(wèi)星就已經利用太陽能電池作為能量的來源。 　　1970年代能源危機時，讓世界各國察覺到能源開發(fā)的重要性。 　　1973年發(fā)生了石油危機，人們開始把太陽能電池的應用轉移到一般的民生用途上。 　　目前，在美國、日本和以色列等國家，已經大量使用太陽能裝置，更朝商業(yè)化的目標前進。 　　在這些國家中，美國于1983年在加州建立世界上最大的太陽能電廠，它的發(fā)電量可以高達16百萬瓦特。南非、博茨瓦納、納米比亞和非洲南部的其他國家也設立專案，鼓勵偏遠的鄉(xiāng)村地區(qū)安裝低成本的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。 　　而推行太陽能發(fā)電最積極的國家首推日本。1994年日本實施補助獎勵辦法，推廣每戶3,000瓦特的“市電并聯型太陽光電能系統(tǒng)”。在第一年，政府補助49%的經費，以后的補助再逐年遞減?！笆须姴⒙撔吞柟怆娔芟到y(tǒng)”是在日照充足的時候，由太陽能電池提供電能給自家的負載用，若有多余的電力則另行儲存。當發(fā)電量不足或者不發(fā)電的時候，所需要的電力再由電力公司提供。 到了1996年，日本有2,600戶裝置太陽能發(fā)電系統(tǒng)，裝設總容量已經有8百萬瓦特。一年后，已經有9,400戶裝置，裝設的總容量也達到了32百萬瓦特。近年來由于環(huán)保意識的高漲和政府補助金的制度，預估日本住家用太陽能電池的需求量，也會急速增加。 　　在中國，太陽能發(fā)電產業(yè)亦得到政府的大力鼓勵和資助。2009年3月，財政部宣布擬對太陽能光電建筑等大型太陽能工程進行補貼。 編輯本段 太陽能電池的原理 　　太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由p區(qū)流向n區(qū)，電子由n區(qū)流向p區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。 太陽能綠色能源太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。 光—熱—電轉換 　?。?） 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發(fā)電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。 光—電直接轉換 　?。?） 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點.太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的 編輯本段 太陽能電池產業(yè)現狀 　　現階段以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。 全球太陽能電池產業(yè)現狀 　　據Dataquest的統(tǒng)計資料顯示,目前全世界共有136 個國家投入普及應用太陽能電池的熱潮中,其中有95 個國家正在大規(guī)模地進行太陽能電池的研制開發(fā),積極生產各種相關的節(jié)能新產品。1998年,全世界生產的太陽能電池,其總的發(fā)電量達100 光伏發(fā)電0兆瓦,1999年達 2850兆瓦。根據歐洲光伏工業(yè)協會EPIA2008年的預測，如果按照2007年全球裝機容量為2.4GW來計算，2010年全球的年裝機容量將達到6.9GW,2020年和2030年將分別達到56GW和281GW，2010年全球累計裝機容量為25.4GW，預計2020年達到278GW，2030年達到1864GW。全球太陽能電池產量以年均復合增長率47%的速度迅猛增長，2008年產量達到6.9GW。 　　目前,許多國家正在制訂中長期太陽能開發(fā)計劃,準備在21世紀大規(guī)模開發(fā)太陽能，美國能源部推出的是國家光伏計劃, 日本推出的是陽光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的一項重要的內容，該計劃在單晶硅和高級器件、薄膜光伏技術、PVMaT、光伏組件以及系統(tǒng)性能 太陽能電池汽車和工程、 光伏應用和市場開發(fā)等5個領域開展研究工作。 　　美國還推出了"太陽能路燈計劃",旨在讓美國一部分城市的路燈都改為由太陽能供電,根據計劃,每盞路燈每年可節(jié)電 800 度。日本也正在實施太陽能"7萬套工程計劃"， 日本準備普及的太陽能住宅發(fā)電系統(tǒng),主要是裝設在住宅屋頂上的太陽能電池發(fā)電設備,家庭用剩余的電量還可以賣給電力公司。一個標準家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的系統(tǒng)。歐洲則將研究開發(fā)太陽能電池列入著名的"尤里卡"高科技計劃，推出了"10萬套工程計劃"。 這些以普及應用光電池為主要內容的"太陽能工程"計劃是目前推動太陽能光電池產業(yè)大發(fā)展的重要動力之一。 　　日本、韓國以及歐洲地區(qū)總共8個國家最近決定攜手合作,在亞洲內陸及非洲沙漠地區(qū)建設世界上規(guī)模最大的太陽能發(fā)電站,他們的目標是將占全球陸地面積約1/4的沙漠地區(qū)的長時間日照資源有效地利用起來,為30萬用戶提供100萬千瓦的電能。計劃將從2001年開始，花4年時間完成。 　　目前,美國和日本在世界光伏市場上占有最大的市場份額。 美國擁有世界上最大的光伏發(fā)電廠,其功率為7MW,日本也建成了發(fā)電功率達1MW的光伏發(fā)電廠。全世界總共有23萬座光伏發(fā)電設備,以色列、澳大利亞、新西蘭居于領先地位。 　　20世紀90年代以來,全球太陽能電池行業(yè)以每年15%的增幅持續(xù)不斷地發(fā)展。據Dataquest發(fā)布的最新統(tǒng)計和預測報告顯示,美國、日本和西歐工業(yè)發(fā)達國家在研究開發(fā)太陽能方面的總投資, 1998年達570億美元;1999年646億美元;2000年700億美元;2001年將達820億美元;2002年有望突破1000億美元。 我國太陽能電池產業(yè)現狀 　　我國對太陽能電池的研究開發(fā)工作高度重視,早在七五期間,非晶硅半導體的研究工作已經列入國家重大課題;八五和九五期間,我國把研究開發(fā)的重點放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月，國家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發(fā)計劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進太陽能發(fā)電技術的應用，計劃到2015年全國太陽能發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量達到300兆瓦。 我國已成為全球光伏產品最大制造國，我國即將出臺的《新能源振興規(guī)劃》，我國光伏發(fā)電的裝機容量規(guī)劃為2020年達到20GW，是原來《可再生能源中長期規(guī)劃》中1.8GW的10多倍。 　　2002年，國家有關部委啟動了"西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計劃"，通過太陽能和小型風力發(fā)電解決西部七省區(qū)無電鄉(xiāng)的 多晶硅太陽能電池用電問題。這一項目的啟動大大刺激了太陽能發(fā)電產業(yè)，國內建起了幾條太陽能電池的封裝線，使太陽能電池的年生產量迅速增加。據專家預測,目前我國光伏市場需求量為每年5MW,2001～2010年,年需求量將達10MW,從2011年開始,我國光伏市場年需求量將大于20MW。 　　目前國內太陽能硅生產企業(yè)主要有洛陽單晶硅廠、河北寧晉單晶硅基地和四川峨眉半導體材料廠等廠商，其中河北寧晉單晶硅基地是世界最大的太陽能單晶硅生產基地，占世界太陽能單晶硅市場份額的25%左右。 　　在太陽能電池材料下游市場，目前國內生產太陽能電池的企業(yè)主要有宏威集團、無錫尚德、海潤光伏、南京中電、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、蘇州阿特斯、常州天合、拓日新能、云南天達光伏科技、寧波太陽能電源、京瓷（天津）太陽能等公司，總計年產能在800MW以上。 　　2009年，國務院根據工信提供的報告指出多晶硅產能過剩，實際業(yè)界人并不認可，科技部已經表態(tài)，多晶硅產能并不過剩[1]。 太陽能電池及太陽能發(fā)電前景簡析 　　目前,太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業(yè)、商業(yè)、農業(yè)、 通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、高山、沙漠、海島和農村使用，以節(jié)省造價很貴的輸電線路。但是在目前階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經濟上的限制。 　　但是，從長遠來看，隨著太陽能電池制造技術的改進以及新的光—電轉換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。 編輯本段 太陽能電池的分類 太陽能電池的分類簡介 　　太陽能電池按結晶狀態(tài)可分為結晶系薄膜式和非結晶系薄膜式(以下表示為a-)兩大類，而前者又分為單結晶形和多結晶形。 　　按材料可分為硅薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機膜形，而化合物半導體薄膜形又分為非結晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化鋅 (Zn 3 p 2 )等。 　　太陽能電池根據所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應用中居主導地位。 （1）硅太陽能電池 　　硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。 　　單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。在實驗室里最高的轉換效率為24.7%，規(guī)模生產時的效率為15%。在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中仍占據主導地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽能電池的替代產品。 　　多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實驗室最高轉換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產的轉換效率為10%。因此，多晶硅薄膜電池不久將會 國際空間站太陽能電池板在太陽能電地市場上占據主導地位。 　　非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉換效率較高，便于大規(guī)模生產，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實際應用。如果能進一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉換率問題，那么，非晶硅太陽能電池無疑是太陽能電池的主要發(fā)展產品之一。 （2）多元化合物薄膜太陽能電池 　　多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、硫化鎘及銅錮硒薄膜電池等。 　　硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產，但由于鎘有劇毒，會對環(huán)境造成嚴重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產品。 　　砷化鎵（GaAs）III-V化合物電池的轉換效率可達28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率,抗輻照能力強,對熱不敏感，適合于制造高效單結電池。但是GaAs材料的價格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs電池的普及。 　　銅銦硒薄膜電池（簡稱CIS）適合光電轉換，不存在光致衰退問題，轉換效率和多晶硅一樣。具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個重要方向。唯一的問題是材料的來源，由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類電池的發(fā)展又必然受到限制。 （3）聚合物多層修飾電極型太陽能電池 　　以有機聚合物代替無機材料是剛剛開始的一個太陽能電池制造的研究方向。由于有機材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本底等優(yōu)勢，從而對大規(guī)模利用太陽能，提供廉價電能具有重要意義。但以有機材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機材料特別是硅電池相比。能否發(fā)展成為具有實用意義的產品，還有待于進一步研究探索。 （4）納米晶太陽能電池 　　納米TiO2晶體化學能太陽能電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點在于它廉價的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上，制作成本僅為硅太陽電池的1/5～1/10．壽命能達到20年以上。 　　此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，不久的將來會逐步走上市場。 （5）有機太陽能電池 　　有機太陽能電池，就是由有機材料構成核心部分的太陽能電池。大家對有機太陽能電池不熟悉，這是情理中的事。如今量產的太陽能電池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由其它無機材料制成的。 編輯本段 太陽能電池（組件）生產工藝 封裝 　　組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產中的關鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產不出好的組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強了電池的抗擊強度。產品的高質量和高壽命是贏得可客戶滿意的關鍵，所以組件板的封裝質量非常重要。 流程： 　　1、電池檢測——2、正面焊接—檢驗—3、背面串接—檢驗—4、敷設（玻璃清洗、材料切割、玻璃預處理、敷設）——5、層壓——6、去毛邊（去邊、清洗）——7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）——8、焊接接線盒——9、高壓測試——10、組件測試—外觀檢驗—11、包裝入庫 組件高效和高壽命如何保證： 　　1、高轉換效率、高質量的電池片 ； 　　2、高質量的原材料，例如：高的交聯度的EVA、高粘結強度的封裝劑（中性硅酮樹脂膠）、高透光率高強度的鋼化玻璃等； 　　3、合理的封裝工藝 　　4、員工嚴謹的工作作風； 　　由于太陽電池屬于高科技產品，生產過程中一些細節(jié)問題，一些不起眼問題如應該戴手套而不戴、應該均勻的涂刷試劑而潦草完事等都是影響產品質量的大敵，所以除了制定合理的制作工藝外，員工的認真和嚴謹是非常重要的。 編輯本段 太陽電池組裝工藝簡介： 　　在這里只簡單的介紹一下工藝的作用，給大家一個感性的認識. 1、 電池測試： 　　由于電池片制作條件的隨機性，生產出來的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應根據其性能參數進行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數（電流和電壓）的大小對其進行分類。以提高電池的利用率，做出質量合格的電池組件。 2、 正面焊接： 　　是將匯流帶焊接到電池正面（負極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機可以將焊帶以多點的形式點焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個紅外燈（利用紅外線的熱效應）。焊帶的長度約為電池邊長的2倍。多出的焊帶在背面焊接時與后面的電池片的背面電極相連 3、 背面串接： 　　背面焊接是將36片電池串接在一起形成一個組件串，我們目前采用的工藝是手動的，電池的定位主要靠一個膜具板，上面有36個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經設計好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將36片串接在一起并在組件串 太陽能電池板的正負極焊接出引線。 4、 層壓敷設： 　　背面串接好且經過檢驗合格后，將組件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設好，準備層壓。玻璃事先涂一層試劑（primer）以增加玻璃和EVA的粘接強度。敷設時保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調整好電池間的距離，為層壓打好基礎。（敷設層次：由下向上：鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板）。 5、 組件層壓： 　　將敷設好的電池放入層壓機內，通過抽真空將組件內的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據EVA的性質決定。我們使用快速固化EVA時，層壓循環(huán)時間約為25分鐘。固化溫度為150℃。 6、 修邊： 　　層壓時EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應將其切除。 7、 裝框： 　　類似與給玻璃裝一個鏡框；給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強度，進一步的密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹脂填充。各邊框間用角鍵連接。 8、 焊接接線盒： 　　在組件背面引線處焊接一個盒子，以利于電池與其他設備或電池間的連接。 9、 高壓測試： 　　高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。 10、 組件測試： 　　測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。目前主要就是模擬太陽光的測試Standard test condition（STC）,一般一塊電池板所需的測試時間在7-8秒左右。 太陽能電池陣列設計步驟 　　1.計算負載24h消耗容量P 　　P=H/V 　　V——負載額定電源 　　2.選定每天日照時數T(H)。 　　3.計算太陽能陣列工作電流。 　　IP=P(1+Q)/T 　　Q——按陰雨期富余系數，Q=0.21～1.00 　　4.確定蓄電池浮充電壓VF。 　　鎘鎳(GN)和鉛酸(CS)蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4～1.6V和2.2V。 　　5.太陽能電池溫度補償電壓VT。 　　VT=2.1/430(T-25)VF 　　6.計算太陽能電池陣列工作電壓VP。 　　VP=VF+VD+VT 　　其中VD=0.5～0.7 　　約等于VF 　　7.太陽電池陣列輸出功率WP?平板式太陽能電板。 　　WP=IP×UP 　　8.根據VP、WP在硅電池平板組合系列表格，確定標準規(guī)格的串聯塊數和并聯組數。 太陽能電池發(fā)展市場 新型太陽電池 　　目前市場上大量產的單晶與多晶硅的太陽電池平均效率約在15%上下，也就是說，這樣的太陽電池只能將入射太陽光能轉換成15%可用電能，其余的85%都浪費成無用的熱能。所以嚴格地說，現今太陽電池，也是某種型式的“浪費能源”。當然理論上，只要能有效的抑制太陽電池內載子和聲子的能量交換，換言之，有效的抑制載子能帶內或能帶間的能量釋放，就能有效的避免太陽電池內無用的熱能的產生，大幅地提高太陽電池的效率，甚至達到超高效率的運作。而這樣簡易的理論構想，在實際的技術上，卻可以用不同的方法來執(zhí)行這樣的原則。超高效率的太陽電池（第三代太陽電池）的技術發(fā)展，除了運用新穎的元件結構設計，來嘗試突破其物理限制外，也有可能因為新材料的引進，而達成大幅增加轉換效率的目的?！?　　薄膜太陽電池 包括非晶硅太陽電池，CdTe 和 CIGS（copper indium gallium selenide）電池。雖然目前多數量產薄膜太陽電池轉換效率仍無法與晶硅太陽電池抗衡，但是其低制造成本仍然使其在市場有一席之地，且未來市場占有率仍會持續(xù)成長。 染料敏化太陽電池 　　染料感光太陽電池（Dye-sensitized solar cell，DSSC）是最近被開發(fā)出來的一種嶄新的太陽電池。DSsC也被稱為Grätzel cell，因為是在1991年由Grätzel等人發(fā)表的構造和一般光伏特電池不同，其基板通常是玻璃，也可以是透明且可彎曲的聚合箔（polymer foil），玻璃上有一層透明導電的氧化物（transparent conducting oxide，TCO）通常是使用FTO（SnO2:F），然后長有一層約10微米厚的porous納米尺寸的 TiO2粒子（約10～20 nm）形成一nano-porous薄膜。然后涂上一層染料附著于TiO2的粒子上。通常染料是采用ruthenium polypyridyl complex。上層的電極除了也是使用玻璃和TCO外，也鍍上一層鉑當電解質反應的催化劑，二層電極間，則注入填滿含有iodide/triiodide電解質。雖然目前DSC電池的最高轉換效率約在12%左右（理論最高29﹪），但是制造過程簡單，所以一般認將大幅降低生產成本，也同時降低每度電的電費。 串疊型電池 　　串疊型電池（Tandem Cell）屬于一種運用新穎原件結構的電池，借由設計多層不同能隙的太陽能電池來達到吸收效率最佳化的結構設計。目前由理論計算可知，如果在結構中放入越多層數的電池，將可把電池效率逐步提升，甚至可達到50%的轉換效率。 編輯本段 透明太陽能電池 　　據美國物理學家組織網近日報道，美國能源部布魯克海文國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家們研發(fā)出了一種可吸收光線并將其大面積轉化成為電能的新型透明薄膜。這種薄膜以半導體和富勒烯為原料，具有微蜂窩結構。相關研究發(fā)表在最新一期的《材料化學》雜志上，論文稱該技術可被用于開發(fā)透明的太陽能電池板，甚至還可以用這種材料制成可以發(fā)電的窗戶?！∵@種材料由摻雜碳富勒烯的半導體聚合物組成。在嚴格控制的條件下，該材料可通過自組裝方式由一個微米尺度的六邊形結構展開為一個數毫米大小布滿微蜂窩結構的平面。 　　負責該研究的美國布魯克海文國家實驗室多功能納米材料中心的物理化學家米爾恰·卡特萊特說，雖然這種蜂窩狀薄膜的制作采用了與傳統(tǒng)高分子材料(如聚苯乙烯)類似的工藝，但以半導體和富勒烯為原料，并使其能夠吸收光線產生電荷這還是第一次。 　　據介紹，該材料之所以還能在外觀上保持透明是因為聚合物鏈只與六邊形的邊緣緊密相連，而其余部分的結構則較為簡單，以連接點為中心向外越來越薄。這種結構具有連接作用，同時具有較強的吸收光線的能力，也有利于傳導電流，而其他部分相對較薄也更為透明，主要起透光的作用。 　　研究人員通過一種十分獨特的方式來編織這種蜂窩狀薄膜：首先在包含聚合物以及富勒烯在內的溶液中加入一層極薄的微米尺度的小水滴。這些水滴在接觸到聚合物溶液后就會自組裝成大型陣列，而當溶劑完全蒸發(fā)后，就會形成一塊大面積的六邊形蜂窩狀平面。此外，研究人員發(fā)現聚合物的形成與溶劑的蒸發(fā)速度緊密相關，這相應地又會決定最終材料的電荷傳輸速度。溶劑蒸發(fā)得越慢，聚合物的結構就越緊湊，電荷傳輸速度也就越快。 　　“這是一種成本低廉而效益顯著的制備方法，很有潛力從實驗室應用到大規(guī)模商業(yè)化生產之中?！笨ㄌ厝R特說。 　　通過掃描探針式電子顯微鏡和熒光共焦掃描顯微鏡，研究人員證實了新材料蜂窩結構的均勻性，并對其不同部位(邊緣、中心、節(jié)點)的光學性質和電荷產生情況進行了測試。 　　卡特萊特表示：“我們的工作讓人們對蜂窩結構的光學特征有了更深的了解。下一步我們計劃將這種材料應用于透明且可卷曲的柔性太陽能電池以及其他設備的制造當中，以推動這種蜂窩薄膜盡快進入實用階段。”