單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池，對于單晶硅太陽能電池，由于所使用的單晶硅材料與半導體工業所使用的材料具有相同的品質，使單晶硅的使用成本比較昂貴。主要應用于太陽能路燈;多晶硅太陽能電池的晶體方向的無規則性，因為電荷對在晶體與晶體之間的邊界上可能由于晶體的不規則而損失，所以多晶硅太陽能電池的效率一般要比單晶硅太陽能電池低，主要用于太陽能光伏發電及太陽能庭院燈。晶體硅的發電過程大致如下：P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結，當光線照射到硅晶體的表面時，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量傳遞給硅原子，使電子發生躍遷，成為自由電子，在P-N結兩側聚集，產生電位差。當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。太陽能使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶硅顆粒的集合體，或用廢棄單晶硅材料和冶金基硅材料熔化澆筑而成，其工藝過程是選擇電阻率為100-300?cm的多晶塊料或單晶硅頭尾料，經破碎，用1:5的氫氟酸液混合進行適當的腐蝕，然后用離子水沖洗呈中性，并烘干，用石英坩堝裝好許多硅料，加入適當硼硅，放入澆鑄爐，在真空狀態下加以熔化，熔化后保持約20min，然后注入石墨鑄模中。
高性能單晶硅電池是建立在高質量單晶硅材料和相關的成熱的加工處理工藝基礎上的。現在單晶硅的電地工藝己近成熟，在電池制作中，一般都采用表面織構化、發射區鈍化、分區摻雜等技術，開發的電池主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池。
單晶硅太陽能電池轉換效率無疑是最高的，在大規模應用和工業生產中仍占據主導地位，雖然其轉換效率高，但是制作單晶硅太陽能電池需要大量的高純度硅材料，且工藝復雜，電耗很大池工藝影響，致使單晶硅成本價格居高不下。要想大幅度降低其成本是非常困難的。為了節省高質量材料，尋找單晶硅電池的替代產品，現在發展了薄膜太陽能電池，其中多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池就是典型代表。
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