太阳电池能量转换效率的局限与损失

这里所称太阳能发电电池能量转换效率的“局限”与“损失”分别指自然、不可改变的因素给太阳电池效率水平带来的局限，与非理想但可努力改变的技术性因素给太阳电池效率带来的损失。

换句话说，自然局限指理想太阳电池也难免的效率局限；技术损失指实际太阳能发电电池材料与工艺技术非理想因素带来的效率损失。区分两者有助于我们学习和工作中厘清思路。

太阳电池效率的自然局限依靠半导体P-n结的太阳电池将太阳光能量转换为电能的效率受到几项自然因素的局限。

最突出的两项相互关联：一是太阳光有其固有光谱；二是半导体材料 有其固有禁带宽度。

这两大因素使得太阳光中波长大于吸收限A。对光伏发电完全无效；而太阳光中波长小于吸收限的部分，即使其每个光子都激发产生一对载流子，其光子能量大于禁带宽度的部分，一般通过热振动释放，或者说转变为热，也是全部多余无效的。剩余有效部分的能量占总的太阳光入射能量的比例。

光激发时，每个光子给每 个光生电子提供了有效能量Eg，使之跨越了禁带，然而光伏发电电池输出光生电流时的电压 却明显低于禁带的电势差对硅晶体太阳电池而言，禁带电势差为1.12V，而电池开路电压在最理想情况下亦只能达到0.75V，按上限水平估计最大输出功率点电压，Vnl = 90%,V«=0.675 V。这部分能效为0. 675/1. 12 = 60%。这样一来，从入射太阳光起计的能量效率就降到了 60%，约为29. 4%。

更新时间：2015-6-14 12:38:51
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