電池行業(yè)是２１世紀(jì)的朝陽(yáng)行業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。在電池行業(yè)中，最沒(méi)有污染、市場(chǎng)空間最大的應(yīng)該是太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能電池的研究與開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到世界各國(guó)的廣泛重視。
    太陽(yáng)的光輝普照大地，它是明亮的使者，太陽(yáng)的光除了照亮世界，使植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N養(yǎng)分，供人們食用，產(chǎn)生纖維質(zhì)供人們做衣服，生長(zhǎng)木材給我們建筑房屋以外，太陽(yáng)的光還可以通過(guò)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)變?yōu)殡姟Ｌ?yáng)能電池是一種近年發(fā)展起來(lái)的新型的電池。太陽(yáng)能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽(yáng)的輻射光通過(guò)半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過(guò)程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，因此太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為“光伏電池”，用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì)，和任何物質(zhì)的原子一樣，半導(dǎo)體的原子也是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成，半導(dǎo)體硅原子的外層有4個(gè)電子，按固定軌道圍繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)受到外來(lái)能量的作用時(shí)，這些電子就會(huì)脫離軌道而成為自由電子，并在原來(lái)的位置上留下一個(gè)“空穴”，在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數(shù)目是相等的。如果在硅晶體中摻入硼、鎵等元素，由于這些元素能夠俘獲電子，它就成了空穴型半導(dǎo)體，通常用符號(hào)P表示；如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素，它就成了電子型半導(dǎo)體，以符號(hào)N代表。若把這兩種半導(dǎo)體結(jié)合，交界面便形成一個(gè)P－N結(jié)。太陽(yáng)能電池的奧妙就在這個(gè)“結(jié)”上，P－N結(jié)就像一堵墻，阻礙著電子和空穴的移動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)能電池受到陽(yáng)光照射時(shí)，電子接受光能，向N型區(qū)移動(dòng)，使N型區(qū)帶負(fù)電，同時(shí)空穴向P型區(qū)移動(dòng)，使P型區(qū)帶正電。這樣，在P－N結(jié)兩端便產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，也就是通常所說(shuō)的電壓。這種現(xiàn)象就是上面所說(shuō)的“光生伏打效應(yīng)”。如果這時(shí)分別在P型層和N型層焊上金屬導(dǎo)線，接通負(fù)載，則外電路便有電流通過(guò)，如此形成的一個(gè)個(gè)電池元件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來(lái)，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，輸出功率。制造太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，因此太陽(yáng)電池的種類(lèi)也很多。目前，技術(shù)最成熟，并具有商業(yè)價(jià)值的太陽(yáng)電池要算硅太陽(yáng)電池。
1953年美國(guó)貝爾研究所首先應(yīng)用這個(gè)原理試制成功硅太陽(yáng)電池，獲得6%光電轉(zhuǎn)換效率的成果。太陽(yáng)能電池的出現(xiàn)，好比一道曙光，尤其是航天領(lǐng)域的科學(xué)家，對(duì)它更是注目。這是由于當(dāng)時(shí)宇宙空間技術(shù)的發(fā)展，人造地球衛(wèi)星上天，衛(wèi)星和宇宙飛船上的電子儀器和設(shè)備，需要足夠的持續(xù)不斷的電能，而且要求重量輕，壽命長(zhǎng)，使用方便，能承受各種沖擊、振動(dòng)的影響。太陽(yáng)能電池完全滿(mǎn)足這些要求，1958年，美國(guó)的“先鋒一號(hào)”人造衛(wèi)星就是用了太陽(yáng)能電池作為電源，成為世界上第一個(gè)用太陽(yáng)能供電的衛(wèi)星，空間電源的需求使太陽(yáng)電池作為尖端技術(shù)，身價(jià)百倍。現(xiàn)在，各式各樣的衛(wèi)星和空間飛行器上都裝上了布滿(mǎn)太陽(yáng)能電池的“翅膀”，使它們能夠在太空中長(zhǎng)久遨游。我國(guó)1958年開(kāi)始進(jìn)行太陽(yáng)能電池的研制工作，并于1971年將研制的太陽(yáng)能電池用在了發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上。以太陽(yáng)能電池作為電源可以使衛(wèi)星安全工作達(dá)20年之久，而化學(xué)電池只能連續(xù)工作幾天。
空間應(yīng)用范圍有限，當(dāng)時(shí)太陽(yáng)電池造價(jià)昂貴，發(fā)展受到限。70年代初，世界石油危機(jī)促進(jìn)了新能源的開(kāi)發(fā)，開(kāi)始將太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)向地面應(yīng)用，技術(shù)不斷進(jìn)步，光電轉(zhuǎn)換效率提高，成本大幅度下降。時(shí)至今日，光電轉(zhuǎn)換已展示出廣闊的應(yīng)用前景。
    太陽(yáng)能電池近年也被人們用于生產(chǎn)、生活的許多領(lǐng)域。從1974年世界上第一架太陽(yáng)能電池飛機(jī)在美國(guó)首次試飛成功以來(lái)，激起人們對(duì)太陽(yáng)能飛機(jī)研究的熱潮，太陽(yáng)能飛機(jī)從此飛速地發(fā)展起來(lái)，只用了六七年時(shí)間太陽(yáng)能飛機(jī)從飛行幾分鐘，航程幾公里發(fā)展到飛越英吉利海峽。現(xiàn)在，最先進(jìn)的太陽(yáng)能飛機(jī)，飛行高度可達(dá)2萬(wàn)多米，航程超過(guò)4000公里。另外，太陽(yáng)能汽車(chē)也發(fā)展很快。
    在建造太陽(yáng)能電池發(fā)電站上，許多國(guó)家也取得了較大進(jìn)展。1985年，美國(guó)阿爾康公司研制的太陽(yáng)能電池發(fā)電站，用108個(gè)太陽(yáng)板，256個(gè)光電池模塊，年發(fā)電能力300萬(wàn)度。德國(guó)1990年建造的小型太陽(yáng)能電站，光電轉(zhuǎn)換率可達(dá)30％多，適于為家庭和團(tuán)體供電。1992年美國(guó)加州公用局又開(kāi)始研制一種“革命性的太陽(yáng)能發(fā)電裝置”，預(yù)計(jì)可供加州1／3的用電量。用太陽(yáng)能電池發(fā)電確實(shí)是一種誘人的方式，據(jù)專(zhuān)家測(cè)算，如果能把撒哈拉沙漠太陽(yáng)輻射能的1％收集起來(lái)，足夠全世界的所有能源消耗。
在生產(chǎn)和生活中，太陽(yáng)能電池已在一些國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用，在遠(yuǎn)離輸電線路的地方，使用太陽(yáng)能電池給電器供電是節(jié)約能源降低成本的好辦法。芬蘭制成了一種用太陽(yáng)能電池供電的彩色電視機(jī)，太陽(yáng)能電池板就裝在住家的房頂上，還配有蓄電池，保證電視機(jī)的連續(xù)供電，既節(jié)省了電能又安全可靠。日本則側(cè)重把太陽(yáng)能電池應(yīng)用于汽車(chē)的自動(dòng)換氣裝置、空調(diào)設(shè)備等民用工業(yè)。我國(guó)的一些電視差轉(zhuǎn)臺(tái)也已用太陽(yáng)能電池為電源，投資省，使用方便，很受歡迎。
    當(dāng)前，太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已逐步走向商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化；小功率小面積的太陽(yáng)能電池在一些國(guó)家已大批量生產(chǎn)，并得到廣泛應(yīng)用；同時(shí)人們正在開(kāi)發(fā)光電轉(zhuǎn)換率