photovoltaic cell

定义：将光能转换成电能的装置。

学科：化学_物理化学_电化学

相关名词：电化学 国际油价 电阻率 载流子寿命

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【延伸阅读】

光伏电池又称太阳能电池，是一种利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能的半导体器件。其核心原理基于半导体材料形成的P-N结：当太阳光照射到半导体材料时，光子能量激发电子跃迁，形成电子-空穴对。在P-N结内建电场的作用下，电子向N区移动，空穴向P区移动，从而在外电路中产生电流。光伏发电系统通常包括光伏组件、逆变器和储能装置。部分系统还配备控制器，用以调节电能输出。按照材料不同，光伏电池可以分为硅基电池、化合物电池和新型电池。

光伏电池起源于1839年贝克勒尔发现的光生伏特效应。1883年世界上第一块硒基电池诞生，1954年贝尔实验室推出实用化硅电池，20世纪70年代的能源危机推动了光伏电池的商业化。当前技术发展着重于以N型电池逐步替代P型电池以提高效率，推进优化多晶硅工艺，普及薄膜技术，推动无毒材料的使用以及加强回收技术开发。

光伏电池可应用于大型光伏电站、屋顶分布式系统、通信基站、无人值守设备、家庭储能系统、交通信号灯、景观照明、卫星电源等。

作为清洁能源技术的核心，其应用正随技术进步和政策推动快速拓展。2024年开始，我国财政部开始对光伏建筑提供补贴，推动N型电池的技术发展。通过安装屋顶光伏组件实现自发自用，降低电费支出，我国家庭用光伏装机量年均增长超过30%。集中式光伏电站规模持续扩大，中国、美国等建成多个吉瓦级项目，并探索“光伏+储能”模式提升电网稳定性。车顶集成光伏电池将为车载设备供电，一些企业已布局车用钙钛矿电池。光伏板与农作物种植结合，实现“板上发电、板下种植”；卫星、空间站采用高效砷化镓电池，光电转换效率为28%以上；为偏远地区传感器、监控设备提供离网供电。

预计2030年全球光伏装机容量将突破5.8万兆瓦，其中分布式场景占比超过60%。技术迭代、政策激励与新兴市场需求将成为三大增长引擎。光伏电池有望在2050年前为全球贡献30%以上的电力供应。

（延伸阅读作者：中国科学技术大学出版社副编审 陈隆隆）

责任编辑：张鹏辉