太阳电池及其组件
太阳能光伏组件原材料及部件的性能,作用,特点,检验
太阳能光伏组件原材料及部件的性能，作用，特点，检验太阳能电池组件的主要材料是太阳能电池片，还有面板玻璃，EVA胶膜，TPT 背板膜，铝合金边框，涂锡焊带及助焊剂，有机硅胶，接线盒。
1.太阳能电池片太阳能电池片是由单晶硅或者多晶硅或者非晶硅制作而成的，它的表面有一层蓝色的减反射膜，还有银白色的电极栅线，如图所示。
单晶硅太阳能电池片晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类，用P型（或n型）硅衬底，通过磷（或硼）扩散形成Pn结成制作，生产技术成熟，是光伏市场上的主导产品。
采用埋层电极、表面钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术，提高材料中的载流子收集效率，优化抗反肘膜、凹凸表面、高反射背电极等方式，光电转换效率有较大提高。
单晶硅光电池面积有限，目前比较大的为∮10至20cm的圆片，年产能力46MW/a。
非晶硅太阳能电池片（非晶硅）光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成。
由于外解沉积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1μm 厚的薄膜，易于大面积化（05rn×l.0m），成本较低，多采用p in结构。
为提高效率和改善稳定性，有时还制成三层P in等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层。
其商品化产量连续增长，年产能力45MW／a，10MW生产线已投入生产，全球市场用量每月在1千万片左右，居薄膜电池首位。
发展集成型a－Si光电池组件，激光切割的使用有效面积达90％以上，小面积转换效率提高到14.6％，大面积大量生产的为8－10％，叠层结构的最高效率为21％。
研发动向是改善薄膜特性，精确设计光电池结构和控制各层厚度，改善各层之间界面状态，以求得高效率和高稳定性。
多晶硅太阳能电池片（多晶硅，包括微品）光电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响，是国际上正掀起的前沿性研究热点。
在单晶硅衬底上用液相外延制备的p－Si光电池转换效率为15.3％，经减薄衬底，加强陷光等加工，可提高到23.7%，用CVD法制备的转换效率约为12.6—l7.3%。
太阳能电池组件介绍
原材料不良对组件的影响
1.TPT粘接强度不够引起的脱层
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原材料不良对组件的影响
2.TPT划伤导致组件外观不良
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原材料不良对组件的影响
3.TPT耐老化不合格导致变色
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5.涂锡铜带
涂锡铜合金带，简称涂锡铜带或涂锡带，主要分含铅和无 铅两种。其中无铅涂锡带因其良好的焊接性能和无毒性，是 涂锡带发展的方向。无铅涂锡带是由导电优良、加工延展性 优良的专用铜及锡合金涂层复合而成。涂锡铜带是光伏组件 焊接过程中的重要原材料，铜带质量的好坏将直接影响到光 伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。
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TPT
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白色TPT的优点
太阳电池的背面覆盖物—TPT通常为白色，白色TPT 能对阳光起反射作用，使组件的转换效率略有提高，并且 白色TPT具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温 度，也有利于提高组件的效率。当然，TPT首先应当具有 太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基 本要求。最后对于白色背板TPT，还有一种效果就是对入 射到组件内部的光进行散射，从而提高组件吸收光的效率 。
片表面存在碎裂
小的电池片缺口，影响组 件外观,严重的电池片缺
口会造成电池片碎裂
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第三种状态：电池片表面针孔 第四种状态：电池片表面色班
不论是何种电池组件，都 是不允许电池组件中电池
片表面存在针孔
电池片色斑影响组件的整 体外观
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第五种状态：PECVD减反射膜厚度不均匀 第六种状态：电池片表面水迹
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单晶硅电池片
多晶硅电池片
分类 国内常用的太阳能晶硅电池片根据尺寸和单多晶可分为：
1.单晶125*125(mm) 2.单晶156*156(mm) 3.多晶156*156(mm)
太阳能光伏系统组成
太阳能光伏系统组成太阳能光伏系统是一种以太阳能光伏电池为核心组件的能源转换系统。
充分利用太阳能资源，将太阳辐射能转换为电能，实现可再生能源的利用。
太阳能光伏系统主要由太阳能光伏电池组件、支架系统、逆变器、电池储能装置以及配电系统等组成。
1. 太阳能光伏电池组件太阳能光伏电池是太阳能光伏系统的核心部件，负责将太阳能辐射能转化为直流电能。
太阳能光伏电池一般由多个光伏电池片组成，光伏电池片利用光生电效应将太阳光转换为电能。
常见的光伏电池技术有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池等。
2. 支架系统支架系统是用于安装太阳能光伏电池组件的支架结构，可以将光伏电池组件固定在地面或屋顶等合适的位置。
支架系统需要具备抗风、抗震、防腐等特性，以确保太阳能光伏系统在各种环境条件下的稳定运行。
3. 逆变器逆变器是太阳能光伏系统中的重要组成部分，主要功能是将直流电能转换为交流电能。
太阳能光伏电池产生的电能为直流电，而家庭和工业用电通常是交流电。
逆变器不仅可以实现电能转换，还能够对电能进行调节和控制，确保太阳能光伏系统的稳定输出。
4. 电池储能装置电池储能装置是太阳能光伏系统的重要配件之一，用于储存光伏电池产生的电能。
通过储能装置，太阳能光伏系统可以在夜间或天气不好时继续供电。
目前常用的电池储能装置有铅酸电池、锂离子电池等，其容量和类型需根据实际需求进行选择。
5. 配电系统配电系统是太阳能光伏系统的配套设施，用于将发电产生的电能输送到需要使用的地方。
配电系统包括电缆、接线盒、断路器等组件，确保电能在不同设备之间的流通畅通，并提供过载保护等功能。
太阳能光伏系统的组成部分相互配合，共同完成电能的转化和输送。
其工作原理是，太阳能光伏电池组件吸收太阳光辐射，产生电能，并通过支架系统固定在合适的位置。
光伏电池组件的直流电能经过逆变器转换为交流电能，再通过电池储能装置进行储存，最后通过配电系统输送到需要使用的地方。
这样，人们就可以利用太阳能光伏系统提供的电能，实现对可再生能源的有效利用。
太阳能光伏电池与光伏组件有什么区别？
太阳能光伏电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。
地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。
太阳电池组件是由高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成。
具有使用寿命长，机械抗压外力强等特点。
太阳电池常规组件的结构形式有下列几种，玻璃壳体式结构、底盒式组件、平板式组件、无盖板的全胶密封组件。
简而言之，太阳能光伏电池片是组成太阳能光伏组件的核心部分。
太阳能电池片主要分为晶硅类和非晶硅类。
晶硅类电池片的主要原料是硅(通俗地讲是沙子或沙粒经过一系列反应提炼而成的)，而后根据不同的铸造工艺又分为单晶硅和多晶硅。
单多晶硅片、多晶硅片经过制绒→扩散→刻蚀→镀膜→烧结→测试等工艺制程就得到能发电的太阳能电池片了。
非晶硅类主要是以非晶硅类化合物为基材制成的非晶硅薄膜太阳能电池，市场所占份额不大。
太阳能光伏组件，它的核心组成是电池片。
简单的说组件的制作过程就是用封装材料对排版好的电池片方阵进行组装的过程。
电池片排版主流的有60片和72片，用焊带进行串联排列成方阵。
太阳能光伏组件封装材料主要有背板、EVA、透光玻璃、铝边框和接线盒等，其工艺过程主要包括：物料准备→电池片分选→焊接→叠层→层压前EL测试→层压→层压后EL测试→装框→装接线盒→固化→清洗→I-V测试→包装。
原标题：太阳能光伏电池与光伏组件有什么区别？。
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件介绍
太阳能光伏电池组件亦称太阳能电池组件、光伏组件，是由一系列的太阳能电池片按照不同的列阵组成。
单体太阳电池不能直接做电源使用。
作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
太阳能光伏电池组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件光伏玻璃：电池组件采用的面板玻璃是低铁超白绒面钢化玻璃。
一般厚度为3．2mm和4mm，建材型太阳能电池组件有时要用到5~10mm厚度的钢化玻璃，但无论厚薄都要求透光率在90％以上。
低铁超白就是说这种玻璃的含铁量比普通玻璃要低，从而增加了玻璃的透光率。
同时从玻璃边缘看，这种玻璃也比普通玻璃白，普通玻璃从边缘看是偏绿色的。
钢化处理是为了增加玻璃的强度，抵御风沙冰雹的冲击，起到长期保护太阳能电池的作用。
对面板玻璃进行钢化处理后，玻璃的强度可比普通玻璃提高3～4倍。
EVA胶膜：乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，是一种热固性的膜状热熔胶，是目前太阳能电池组件封装中普遍使用的黏结材料。
太阳能电池组件中要加入两层EVA胶膜，两层EVA胶膜夹在面板玻璃、电池片和TPT背板膜之间，将玻璃、电池片和TPT黏合在一起。
它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起到增透的作用，并对太阳能电池组件功率输出有增益作用。
背板材料：太阳能电池组件的背板材料根据太阳能电池组件使用要求的不同，可以有多种选择。
一般有钢化玻璃、有机玻璃、铝合金、TPT复合胶膜等几种。
用钢化玻璃背板主要是制作双面透光建材型的太阳能电池组件，用于光伏幕墙、光伏屋顶等，价格较高，组件重量也大。
除此以外目前使用最广的就是TPT复合膜。
TPT复合膜具有不透气、强度好、耐候性好、使用寿命长、层压温度下不起任何变化、与黏结材料结合牢固等特点。
这些特点正适合封装太阳能电池组件，作为电池组件的背板材料有效地防止了各种介质尤其是水、氧、腐蚀性气体等对EVA和太阳能电池片的侵蚀与影响。
太阳能电池光伏组件材料及部件概要
太阳能电池光伏组件材料及部件材料及部件的性能硅料1国内技术尚有欠缺2投资过热3利润在全球光伏产业链中高纯度硅料不仅请求硅的纯度高达7~9个9,而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt（万亿分之一它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。
因此高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。
目前,尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25%,但是国内太阳能电池生产企业所需原材料绝大部分需要从国外进口。
这是因为用于太阳能电池生产的硅料重要是通过不同的提炼方法从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。
在中国现有的高纯度硅原料生产技巧与西方发达国家相比,在产量和能耗等方面尚有,不足之处。
如此一来,这不仅大大增长企业的生产成本。
更成为制约当前我国光伏产业向,上游环节发展难以逾越的“瓶颈”使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时,用极高的价格购回高纯硅料。
比如说在上游的硅料的方面我们在做行业分析的时候曾经搜集了一些信息,基本上在过,去两年多的时间里,在国内已经宣布要建多晶硅厂的公司大概有20、30家然后把他们所宣布的产能加在一起大概有20几万吨。
07年全球硅料的消耗量才8万吨。
生产硅料大概不到30美金,市场上却曾卖到400、甚至500美金,这就造成了暴利。
硅料和硅片占到整个产业成本的70%。
EVAEVA是一种塑料物料由乙烯（E及乙烯基醋酸盐（VA所组成。
这两种化学物质比例可调较从而符合不同的应用需要乙烯基醋酸盐（VAcontent的含量越高,其透明度，柔软度及坚韧度会相对提高。
EVA树脂的特点是具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在-50・下仍能够具有较好的，可挠性，透明性和表面光泽性好。
化学稳定性良好,抗老化和耐臭氧强度好,无毒性。
与填料的掺混性好,着色和成型加工性好。
它和乙酸乙烯含量和分子量、熔体指数关系很大。
当熔融指数MI一定乙酸乙烯VAC含量提高时候其弹性、柔软性、相溶性,透明性等也随着提高。
太阳能组件构成
太阳能组件构成太阳能是一种绿色、可再生能源，它的利用对保护环境和减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
太阳能组件是将太阳光转化为电能的关键部件，它们由多个组成部分组成，下面我将为大家详细介绍太阳能组件的构成及其功能。
1. 太阳能电池板：太阳能电池板是整个太阳能组件的核心，也是太阳能发电的关键部分。
它由多个太阳能电池片组成，通过捕捉太阳光的能量，利用光电效应将光能转化为电能。
太阳能电池板通常采用硅晶体材料制造，可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅材料。
2. 铝框支架：铝框支架是太阳能组件的骨架，它用于支撑太阳能电池板并保护其免受外界环境的影响。
铝框支架具有较强的耐候性和结构稳定性，能抵抗风雨等恶劣天气条件。
3. 钢化玻璃：太阳能电池板的表面通常覆盖有一层钢化玻璃。
这种玻璃具有较好的耐久性和透明度，能够保护太阳能电池板免受外部环境的腐蚀和损害。
4. 背板：太阳能电池板的背面覆盖有一层背板，它通常由聚合物材料制成，具有绝缘和防潮的功能，可以有效地保护电池板的内部元器件，并提高整个组件的结构稳定性。
5. 封装材料：太阳能电池板的边缘周围会使用封装材料进行密封和防水。
这种材料通常是聚合物或硅橡胶，具有良好的密封性能，能够防止水分和灰尘进入到太阳能电池板的内部。
太阳能组件的构成及功能各有不同，它们共同协作，实现太阳能的高效转化和利用。
在实际应用中，太阳能组件可以通过串联或并联的方式连接起来，形成太阳能电池阵列，提高整个系统的发电效率。
此外，根据实际需求，太阳能组件可以安装在屋顶、地面或其他空间中，利用太阳能为家庭、企业或城市供应清洁能源。
总结起来，太阳能组件由太阳能电池板、铝框支架、钢化玻璃、背板和封装材料等部件组成，它们合作工作，将太阳光能转化为可用的电能。
了解太阳能组件的构成和功能，有助于我们更好地理解太阳能发电的原理，提高对可再生能源的认识和利用。
我国太阳能电池及光伏组件的标准目前以以下两个为主
我国太阳能电池及光伏组件的标准目前以以下两个为主：GB/T9535-1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》及GB/T18911-2002《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》。
此外，为了对各种太阳能电池规定一个基本要求，IEC制定了IEC61730-1:2004《光伏组件安全合格鉴定-第1部分：结构要求》及IEC61730-2:2004《光伏组件安全合格鉴定-第2部分：测试要求》，国标已将IEC61730-1:2004等同转化为GB/T20047.1-2006《光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求》，第二部分也即将出台。
1．GB/T9535-1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》GB/T9535-1998等效采用IEC61215-1993《地面用晶体光伏组件设计鉴定和定型》（现已被IEC 61215-2005替代），为光伏发电系统中的一项基础标准。
该标准适用于地面用晶体硅组件，不包含薄膜组件和其他环境条件，主要是对其设计鉴定和定型提出的要求。
性能方面，主要是对组件的电性能和热性能进行测试。
测试项目共17项。
其主要内容如表1所示。
表1GB/T9535-1998的主要内容章节号章节标题章节号章节标题前言10.4温度系数的测量IEC前言10.5电池额定工作温度的测量1范围和目的10.6电池额定工作温度下的性能2引用标准10.7低辐照度下的性能3抽样10.8室外曝露试验4标志10.9热斑耐久试验5试验10.10紫外试验6合格判据10.11热循环试验7严重外观缺陷10.12湿-冷试验8报告10.13湿-热试验9重新鉴定10.14引线端强度试验10试验程序10.15扭曲试验10.1外观检查10.16机械载荷试验10.2标准试验条件下的性能10.17冰雹试验10.3绝缘试验2.GB/T18911-2002《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》GB/T18911-2002等效采用了IEC61646-1996《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》（现已被IEC61646-2008替代），主要规定了地面用薄膜光伏组件（以非晶硅薄膜组件为主，其他的薄膜光伏组件也适用）设计鉴定和定型的要求。
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第3章太阳电池及其组件太阳能光伏发电系统最核心的器件是太阳电池。
太阳电池质量的好坏直接影响太阳能光伏发电系统的输出功率及使用寿命，本章重点讲解太阳电池的原理、特性及种类；太阳电池组件的概念及结构。
3.1 太阳电池3.1.1太阳电池原理太阳电池是利用半导体光生伏打效应（Photovoltaic Effect）的半导体器件。
当太阳光照射到由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的p-n结上时，在一定条件下，光能被半导体吸收后,在导带和价带中产生非平衡载流子—电子和空穴。
它们分别在p区和n 区形成浓度梯度，并向p- n结作扩散运动，到达结区边界时受p-n结势垒区存在的强内建电场作用将空穴推向p区电子推向n区，在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使p区电势升高，n区电势降低，p-n结两端形成光生电动势，这就是p-n结的光生伏打效应。
太阳电池热平衡时的能带见图3.1，太阳电池在光照下p-n结能带见图3.2。
在光照条件下，只要具有足够能量的光子进入p-n区附近才能产生电子─空穴对。
对于晶体硅太阳电池来说，太阳光谱中波长小于1.1μm的光线都可能产生光伏效应。
对于不同材料的太阳电池来说，尽管光谱相应的范围是不同的，但光电转换的原理是一致的。
如图3.3所示，在p-n结的内建电场作用下，n区的空穴向p区运动，而p区的电子向n区运动，最后造成在太阳电池受光面(上表面）有大量负电荷（电子）积累，而电池背光面（下表面）有大量正电荷（空穴）积累。
如在电池上、下表面做上金属电极，并用导线接上负载，在负载上就有电流通过。
只要太阳光照持续不断，负载上就一直有电流通过。
3.1.2太阳电池的基本特性1.太阳电池的输出特性(1)等效电路为了描述太阳电池的工作状态，往往将太阳电池及负载系统用一等效电路来模拟。
在恒定光照下，一个处于工作状态的太阳电池，其光电流不随工作状态而变化，在等效电路中可把它看做是恒流源。
光电流一部分流经负载R L，在负载两端建立起端电压V，反过来它又正向偏置于p-n结二极管，引起一股与光电流方向相反的暗电流I bk，但是，由于前面和背面的电极和接触，以及材料本身具有一定的电阻率，基区和顶层都不可避免的要引入附加电阻。
流经负载的电流，经过它们时，必然引起损耗。
在等效电路中，可将它们的总效果用一个串联电阻R s来表示。
由于电池边沿的漏电和制作金属化电极时，在电池的微裂纹、划痕等处形成的金属桥漏电等，使一部分本应通过负载的电流短路，这种作用的大小可用一并联电阻R sh 来等效。
其等效电路就绘制成图3.4的形式。
I L为光生电流，I D为二极管电流，R s为串联电阻，R sh为并联电阻，I为输出电流，V为输出电压。
R L为负载电阻其中暗电流等于总面积与J bk乘积，而光电流I L为电池的有效受光面积A E与J L的乘积，这时的结电压V j不等于负载的端电压，由图可见结点压的表达式为：(2) 输出特性根据上图就可以写出太阳电池输出电流I和输出电压V之间的关系其中暗电流I bk应为结电压V j的函数，而V j又是通过式3.1与输出电压V相联系的。
当负载R L从0变化到无穷大时，输出电压V则从0变到V oc，同时输出电流I便从I sc变到0，由此得到电池的输出恃性曲线，如图3.5所示。
曲线上任何一点都可以作为工作点，工作点所对应的纵横坐标，即为工作电流和工作电压，其乘积P=IV为电池的输出功率。
2. 短路电流太阳电池的短路电流等于其光生电流。
分析短路电流的最方便的方法是将太阳光谱划分成许多段，每一段只有很窄的波长范围，并找出每一段光谱所对应的电流，电池的总短路电流是全部光谱段贡献的总和：式中：λo为本征吸收波长限；R(λ)为表面反射率；F(λ)为太阳光谱中波长为λ~λ+ dλ间隔内的光子数。
F(λ)的值很大的程度上依赖于太阳天顶角。
由图3.5可知，当R s→0，R sh→∞时，可得：当外电路短路时（R=0，V = 0)，此时I最大，表达式为：I sc称为短路电流。
由于光照产生的非平衡载流子各向相反方向扩散和漂移，从而内部构成自n区流向p区的光生电流，在p-n结短路情况下构成短路电流I sc。
如果将p-n结与外电路接通，对于恒定光照，就会有恒定电流流过电路，在非静电力的作用下p-n 结起了电源的作用。
在外电路接上负载后，负载中便有电流过，该电流称为太阳电池的工作电流，或称输出电流。
负载两端的电压称工作电压。
3. 开路电压对理想p-n结且不考虑太阳电池有限尺寸的影响，在开路情况下，光照p-n结两端建立光生电势，称为开路电压，表达式如下：在可以忽略串联、并联电阻的影响时，I sc为与入射光强度成正比的值，在很弱的阳光下，Is c≤I o，因此在很强的阳光下，Isc≥I o由此可见，在较弱阳光时，硅太阳电池的开路电压随光的强度作近似直线的变化。
而当有较强的阳光时，V oc则与入射光的强度的对数成正比。
图3.6表示具有代表性的硅和GaAs 太阳电池的I sc与V oc之间的关系。
Si与GaAs比较，因GaAs的禁带宽度宽，故I o值比Si的小几个数量级，GaAs的V oc值比Si的髙0.45伏左右。
假如结形成的很好，禁带宽度愈宽的半导体，V oc也愈大。
4. 太阳电池伏安特性曲线太阳电池的工作电流和电压随着负载电阻的变化而变化，将不同阻值所对应的工作电压和电流值绘制成曲线就得到太阳电池的伏安特性曲线，如图3.5所示。
由于太阳电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳电池的温度，因此太阳电池组件的测量必须在标准条件下（STC─Standard Test Condition）进行，测量条件被“欧洲委员会”定义为101号标准，其条件是：光谱辐照度为1000W/m2，光谱为AM1.5，电池温度为25℃。
在这种条件下,太阳电池组件所输出的最大功率被称为峰值功率，单位为峰瓦(W P)。
在很多情况下，组件的峰值功率通常用太阳模拟器测定，并和国际认证机构的标准化的太阳电池进行比较。
5. 填充因子如果负载的电阻值使得工作电流和电压的乘积最大，即得到了最大的输出功率，用符号P m表示，即有：V m和I m分别是太阳电池工作时的最大工作电压和电流。
填充因子是最大输出功率与电池的短路电流和开路电压乘积的比值。
用FF表示：填充因子是衡量电池输出特性的重要指标，代表电池在最佳负载时所能输出的最大功率，其值越大表明太阳电池的输出特性越好，FF值可由如下的经验式给出：式中：是归一化开路电压；V oc=qV oc/nkT，n为二极管品质因子。
当V oc >15时，该公式的精确度可达4位有效数字。
实际上，由于受串联电阻和并联电阻的影响，电池的实际填充因子的值低于上述给出的理想值。
6. 转换效率转换效率表示在外电路连接最佳负载电阻R时，得到的最大能量转换效率，其定义为：即电池的最大功率输出与入射功率之比，由式3.11可知，填充因子正好是I─V曲线下最大长方形面积与乘积V oc.I sc之比，所以转换效率可表示为：由于太阳电池材料只能最大限度地吸收一定波长的太阳光辐射，而太阳光谱却是一个宽的连续谱，以及在室温下必然存在晶格热振动等散射机制，太阳电池的最高转换效率不可能达到100%。
7. 太阳电池的光谱响应太阳电池的光谱响应是指一定量的单色光照到太阳电池上，产生的光生载流子被收集后形成的光生电流的大小。
因此，它不仅取决于光量子的产额，而且取决于收集效率。
数值上体现了光电流与入射光波长的关系，设单位时间波长为λ的光入射到单位面积的光子数为Φ0（λ），表面反射系数为ρ（λ），产生的光电流为J L，则光谱响应SR（λ）定义为：其中J L=J L|顶层+J L|势垒+J L基区。
理想吸收材料的光谱响应应该是：当光子能量hυ<E g时，SR=0；hυ>E g时，SR=1。
如前文中所述，描述太阳电池电学性能的参数主要有4个：开路电压、短路电流I sc(或短路电流密度J sc)、填充因子FF和光电转换效率η。
太阳电池这四个参数的测试和I─V特性曲线的测试往往是在一起的。
测试的原理电路图如图3.7所示。
当滑动变阻器R的值趋于零时，可以得到太阳电池的短路电流I sc，而趋于无穷大时则得到开路电压V oc，不断变动R的值则分别得到不同的电流值I i和电压值U i，并且在二者乘积（即输出电功率）的最大值P max，再根据前面的定义可以求得填充因子FF和光电转换效率η。
实际测试的电路要复杂得多，滑动变阻器R往往由电子电阻代替，并配有数据采集器，所有数据处理皆由电子计算机完成，整个测试过程很短。
地面标准测试条件为在温度为25℃下，大气质量为AM1.5的阳光光谱，辐射能量密度为l00mW/cm2。
3.2 大阳电池的分类目前商用的太阳电池主要有下列几种类型：单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉电池、铜铟砸电池等。
目前在研究的还有染料敏化钠太阳电池、多晶硅薄膜以及有机太阳电池等。
但是实际上应用的主要还是硅系材料的电池，特别是晶体硅太阳电池。
3.2.1单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池是用单晶硅片来制作的太阳电池，与其他种类的电池相比，单晶硅太阳电池的硅原子的排列非常规则，在硅太阳电池中的转化效率最高，它的实验室实现的转换效率达到24.7%，为澳大利亚新南威尔士大学创造并保持。
代表性的单晶硅电池商品主要有荷兰Shell solar、西班牙Lsofoton，印度Microsokl等厂家。
单晶硅电池的基本结构多为n + /p型，一般以p型单晶硅片为基片，其电阻率范围一般为1~3Ω.cm，厚度一般为200μm~300μm。
由于单晶硅材料大都来自半导体工业堆下的废次品，因而，一些厂家利用的硅片厚度达到0.5mm~0.7mm，由于这些硅片的质量完全满足太阳电池的要求，用来制作太阳电池可得到很好的效果，通常单晶硅太阳电池效率都在15%以上。
与其他太阳电池相比，制造单晶硅太阳电池所用硅材料比较丰富；制造技术比较成熟；结晶中缺陷较少，转换效率较高；可靠性较高；特性比较稳定。
制作成单晶硅太阳电池组件，一般其使用寿命可达到30年左右，但制造成本较高。
单晶硅电池制作过程首先是表面绒面结构的制作，其次与多晶硅不同的是所用的减反膜主要为SiOx或TiO2薄膜。
制备Si02和Ti02薄膜通常采用热氧化或常压化学气相沉积工艺。
单晶硅太阳电池（如图3.8所示）主要用于光伏电站，特别是通讯电站，也可用于航空器电源，或用于聚光光伏发电系统。
单晶硅的结晶非常完美，单晶硅电池的光学、电学和力学性能均匀一致，电池的颜色多为深色或黑色，特别适合切割成小片制作小型消费产品，如太阳能庭院灯等。
3.2.2多晶硅太阳电池多晶硅的原料——高纯硅不足拉成单晶，而是是熔化后浇铸成正方形的硅锭，然后像加工单晶硅一样切成薄片和进行类似的电池加工。