球状太阳电池的结构和优势

球状 (Sphere) 太阳电池由美国科学家于1991年研制成功。太阳电池使用球状晶硅制成，具有易于制造，受光面积大，可接受直射、反射、散乱等3维度的光能，发电能力高等特点，可制成透光性好、柔软性优良的球状太阳电池，将来可广泛使用于便携式产品、舒适生活空间等领域。

1. 球状太阳电池的构成

球状太阳电池的构成如图3.32所示。由具有PN结的多个球状硅与使用绝缘膜构成的两枚铝箔构成，铝箔的下侧与P型表面电极，铝箔的上侧与N型表面电极直接连接，这种太阳电池可利用球状硅侧面的光能进行发电。组件的构成如图3.33所示。

图3.32 球状太阳电池芯片的构成

图3.33 球状太阳电池组件的构成

如图3.34为另一种球状太阳电池。太阳电池芯片为直径1～2mm的晶硅，由于PN结几乎遍及整个球面，因此可利用所有方向的光能发电。另外，太阳电池芯片的正、负极处在球体的中心对称位置，因此芯片可进行多种配置，可制成透明、柔软、美观的组件，以满足各种需求。

图3.34 球状太阳电池

图3.35 平板型与球状太阳电池芯片比较

2. 球状太阳电池特点(www.xing528.com)

球状太阳电池具有许多特点，它制造简单，可大幅降低制造成本，可接受来自任何方向的光能，包括直射光、反射光以及散乱光，如图3.35所示。由于球状太阳电池的光利用范围较广，所以可大大提高发电能力，与平板太阳电池比较，发电能力可提高2～3.6倍。平板太阳电池组件的发电量与太阳的位置紧密相关，而球状太阳电池几乎不受太阳位置的影响，发电量比较稳定。由于球状太阳电池芯片使用直径1～2mm的球状晶硅材料，组件采用串并联的细小网状结构，所以发电量受阴影的影响不大。由于这种电池的芯片、组件可进行任意的串并联连接，所以可对输出电压、电流进行任意调整以满足负载的要求。

3. 球状太阳电池的制造方法

球状太阳电池的制造方法比较简单，先将硅原料熔化，然后使其在从高处落下的途中凝固，制成直径1～2mm大小的球状晶硅，如图3.36所示。

4. 球状太阳电池的应用

球状太阳电池的转换效率在10%～11.5%左右，目前组件的功率可达100W左右，透光性、柔软性良好的组件已经问世，如图3.37所示。图3.38为球状太阳电池方阵，可用于携带电器的电源。另外，与建筑物一体的透明组件如图3.39所示，它可利用直射光、反射光以及散乱光。球状太阳电池由于具有制造简单、成本低廉、透光性以及柔软性等特点，将成为新一代太阳电池。

图3.36 球状太阳电池的制造 (球状晶硅)

图3.37 透光性、柔软性组件