這些太陽能電池性能參數(shù)了解嗎?太陽能電池轉(zhuǎn)換效率如何計算?

對于太陽能電池，我們都比較熟悉。從太陽能電池剛面世，到太陽能電池的廣泛使用，這中間的發(fā)展速度還是比較快的。為增進大家對太陽能電池的認識，本文將對太陽能電池的性能參數(shù)、太陽能電池效率轉(zhuǎn)換的計算予以介紹。如果你對太陽能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、太陽能電池性能參數(shù)

1、開路電壓

開路電壓UOC：即將太陽能電池置于AM1.5光譜條件、100 mW/cm2的光源強度照射下，在兩端開路時，太陽能電池的輸出電壓值。

2、短路電流

短路電流ISC：就是將太陽能電池置于AM1.5光譜條件、100 mW/cm2的光源強度照射下，在輸出端短路時，流過太陽能電池兩端的電流值。

3、最大輸出功率

太陽能電池的工作電壓和電流是隨負載電阻而變化的，將不同阻值所對應的工作電壓和電流值做成曲線就得到太陽能電池的伏安特性曲線。如果選擇的負載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積最大，即可獲得最大輸出功率，用符號Pm表示。此時的工作電壓和工作電流稱為最佳工作電壓和最佳工作電流，分別用符號Um和Im表示。

4、填充因子

太陽能電池的另一個重要參數(shù)是填充因子FF(fill factor)，它是最大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積之比。

FF： 是衡量太陽能電池輸出特性的重要指標， 是代表太陽能電池在帶最佳負載時， 能輸出的最大功率的特性，其值越大表示太陽能電池的輸出功率越大。FF 的值始終小于1。串、并聯(lián)電阻對填充因子有較大影響。串聯(lián)電阻越大，短路電流下降越多，填充因子也隨之減少的越多;并聯(lián)電阻越小，其分電流就越大，導致開路電壓就下降的越多，填充因子隨之也下降的越多。

5、轉(zhuǎn)換效率

太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率指在外部回路上連接最佳負載電阻時的最大能量轉(zhuǎn)換效率，等于太陽能電池的輸出功率與入射到太陽能電池表面的能量之比。太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術水平的重要參數(shù)，它與電池的結(jié)構、結(jié)特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關。

二、太陽能電池的芯片材料及轉(zhuǎn)換效率計算

1、 晶體硅(單晶硅和多晶硅)太陽能電池：

2004年晶體硅太陽能電池占總量的84.6 %，生產(chǎn)技術成熟，是光伏產(chǎn)業(yè)的主導產(chǎn)品。在光伏產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著統(tǒng)治地位。

對于高效單晶硅太陽能電池，國際公認澳大利亞新南威爾士大學達到了最高轉(zhuǎn)換效率為24.7%，目前世界技術先進產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率為19-20 %。對于多晶硅太陽能電池澳大利亞新南威爾士大學多晶硅電池效率已突破19.8%，技術先進產(chǎn)品的效率為15-18 %。

2、 非晶體硅太陽能電池：

α-Si(非晶硅)太陽能電池一般采用高頻輝光使硅烷分解沉積而成。由于分解溫度低(250-500 0C)，可在薄玻璃、陶瓷、不銹鋼和塑料底片上沉積1um厚的薄膜，且易于大面積化。非晶硅太陽能電池多數(shù)采用PIN結(jié)構，有時還制成多層疊層式結(jié)構。

非晶硅太陽能電池大量生產(chǎn)的大面積產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率為10-12 %，小面積產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率已提高到14.6%，疊層結(jié)構電池的最高效率為21 %。

3、 砷化鎵(GaAs)太陽能電池：

GaAs太陽能電池多數(shù)采用液相外延法或MOCVD技術制備，GaAs太陽能電池的效率可高達29.5%，一般在19.5%左右。產(chǎn)品具有耐高溫和抗輻射特點，但生產(chǎn)成本較高，產(chǎn)量受限，主要用作空間電源。以硅片為襯底，擁MOCVD方法制造GaAs /Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池是降低成本很有希望的方法，最高效率23.3 %，GaAs 疊層結(jié)構的太陽能電池效率接近40 %。

4、 其他化合物半導體太陽能電池：

這方面主要有CIS (銅銦硒)薄膜、CdTe (碲化鎘)薄膜和InP(磷化銦) 太陽能電池等。這些太陽能電池的結(jié)構與非晶硅電池相似。但CIS薄膜一般厚度為2-3um，已達到的轉(zhuǎn)換效率為17.7 %。CdTe薄膜很適合于制作太陽能電池。其理論轉(zhuǎn)換效率達30 %，目前國際先進水平轉(zhuǎn)換效率為15.8 %，多用于空間方面。