問題：硅基太陽能發(fā)電原理是什么？
優(yōu)質(zhì)回答：
硅太陽能電池發(fā)電的原理主要是利用半導(dǎo)體材料硅的光電效應(yīng)即硅吸收光能后發(fā)生光電轉(zhuǎn)換的反應(yīng)。為了防止因硅表面過于光亮，反射大量太陽光，在其表面涂抹一層反射系數(shù)極小的保護(hù)膜，并將多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)一起使用，使其能提供足夠的電壓和電流，提高利用率。
硅太陽能電池是基于什么原理設(shè)計(jì)的？
硅太陽能電池由半導(dǎo)體材料制造，利用PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，其太陽電池可分為單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、非晶硅太陽電池?/span>
原子外層的電子為價(jià)電子，硅原子的外層電子殼層中有4個(gè)價(jià)電子，在硅晶體中每個(gè)原子有4個(gè)相鄰原子，硅原子和每一個(gè)相鄰硅原子共享2個(gè)價(jià)電子，從而形成穩(wěn)定的8原子結(jié)構(gòu)。硅原子的外層的電子受原子核的束縛比較小，在光照或溫度作用下得到足夠的能量時(shí)，會(huì)擺脫原子核的束縛而成為自由電子，并同時(shí)在原來位置留出一個(gè)空穴。電子帶負(fù)電，空穴帶正電，在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數(shù)目是相等的。在常溫下，純凈的硅晶體中電子和空穴的數(shù)目極少，導(dǎo)電性極差。稱這種純凈晶體為本征半導(dǎo)體。
硅太陽能電池分類
硅太陽能電池是以硅為基體材料的太陽能電池。按硅片厚度的不同，可分為晶體硅太陽能電池和薄膜硅太陽能電池。按材料的結(jié)晶形態(tài)，晶體硅太陽能電池有單晶硅（c-Si）和多晶硅（p-Si）太陽能電池兩類；薄膜硅太陽能電池分為非晶硅（a-Si）薄膜太陽能電池、微晶硅（c-Si）太陽能電池和多晶硅（p-Si）薄膜太陽能電池三種。
單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)也為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%（理論高光電轉(zhuǎn)化效率為25%），規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為18%（截至2011年）。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。
多晶硅太陽能電池一般采用低等級(jí)的半導(dǎo)體多晶硅，或者專門為太陽能電池使用而生產(chǎn)的鑄造多晶硅等材料。與單晶硅太陽能電池相比，多晶硅太陽能電池成本較低，而且轉(zhuǎn)換效率與單晶硅太陽能電池比較接近，它是太陽能電池的主要產(chǎn)品之一。多晶硅太陽能電池硅片制造成本低，組件效率高，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率已達(dá)18%左右。多晶硅太陽能電池占據(jù)主流，除取決于此類電池的優(yōu)異性能外，還在于其充足、廉價(jià)、無毒、無污染的硅原料來源，而近年來多晶硅成本的降低更將使多晶硅太陽能電池大行其道。
非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。非晶態(tài)硅，其原子結(jié)構(gòu)不像晶體硅那樣排列得有規(guī)則，而是一種不定形晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。非晶硅屬于直接帶系材料，對(duì)陽光吸收系數(shù)高，只需要1μm厚的薄膜就可以吸收80%的陽光。非晶硅薄膜太陽能電池于1976年問世，南于硅原料不足和價(jià)格上漲，促進(jìn)了高效使用硅的技術(shù)和非晶硅薄膜系太陽能電池的開發(fā)。非晶硅薄膜電池低廉的成本彌補(bǔ)了其在光電轉(zhuǎn)換效率上的不足。但是南于非晶硅缺陷較多，制備的太陽能電池效率偏低，且受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。
微晶硅（μc-Si）薄膜太陽能電池同樣由于光電效率衰退效應(yīng)致使其性能不穩(wěn)定。發(fā)展受到一定的限制。
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