P型区FN结N型区 正极e⊙ e⊕;::出 光生电场 图4太阳能电池工作原理 单体太阳能电池在阳光照射下,其电动势为0.5-0.6V,最佳负荷状态工作电压为0.4-0.5V,根据需要可将多个太阳能 电池串并联使用 3.太阳能电池的光电转换效率 太阳能电池在实现光电转换时,并非所有照射在电池表面的光能全部被转换为电能.例如,在太阳照射下,太阳能电 池转换效率最高,但目前也仅达22%左右.其原因有多种,如:反射损失:波长过长的光(光子能量小)不能激发电子空穴 对,波长过短的光固然能激发电子一空穴对,但能量再大,一个光子也只能激发一个电子一空穴对:在离PN较远处被激发的 电子-空穴对会自行重新复合,对电动势无贡献:内部和表面存在晶格缺陷会使电子一空穴对重新复合:光电流通过PN结时 会有漏电等 4.太阳能电池的基本特性 (1)太阳能电池的开路电压与入射光强度的关系 太阳能电池的开路电压是太阳能电池在外电路断开时两端的电压,用U∞表示,亦即太阳能电池的电动势.在无光照射 时,开路电压为零 太阳能电池的开路电压不仅与太阳能电池材料有关,而且与入射光强度有关.在相同的光强照射下,不同材料制做的 太阳能电池的开路电压不同.理论上,开路电压的最大值等于材料禁带宽度的1/2.例如,禁带宽度为1.1eV的硅做太阳能 电池,开路电压为0.5-0.6V.对于给定的太阳能电池,其开路电压随入射光强度变化而变化.其规律是:太阳能电池开路 电压与入射光强度的对数成正比,即开路电压随入射光强度增大而增大,但入射光强度越大,开路电压增大得越缓慢 (2)太阳能电池的短路电流与入射光强度的关系 太阳能电池的短路电流就是它无负载时回路中电流,用IsC表示,对给定的太阳能电池,其短路电流与入射光强度成正 比.对此,我们是容易理解的,因为入射光强度越大,光子越多,从而由光子激发的电子一空穴对越多,短路电流也就越 大 (3)在一定入射光强度下太阳能电池的输出特性 当太阳能电池两端连接负载而使电路闭合时,如果入射光强度一定,则电路中的电流Ⅰ和路端电压U均随负载电阻的改 变而改变,同时,太阳能电池的内阻也随之变化.太阳能电池的输出伏安特性曲线如图5所示图4 太阳能电池工作原理 单体太阳能电池在阳光照射下，其电动势为0.5-0.6V，最佳负荷状态工作电压为0.4-0.5V，根据需要可将多个太阳能 电池串并联使用． 3．太阳能电池的光电转换效率 太阳能电池在实现光电转换时，并非所有照射在电池表面的光能全部被转换为电能．例如，在太阳照射下，太阳能电 池转换效率最高，但目前也仅达22%左右．其原因有多种，如：反射损失；波长过长的光（光子能量小）不能激发电子空穴 对，波长过短的光固然能激发电子-空穴对，但能量再大，一个光子也只能激发一个电子-空穴对；在离PN较远处被激发的 电子-空穴对会自行重新复合，对电动势无贡献；内部和表面存在晶格缺陷会使电子-空穴对重新复合；光电流通过PN结时 会有漏电等． 4．太阳能电池的基本特性 (1) 太阳能电池的开路电压与入射光强度的关系 太阳能电池的开路电压是太阳能电池在外电路断开时两端的电压，用U∞表示，亦即太阳能电池的电动势．在无光照射 时，开路电压为零． 太阳能电池的开路电压不仅与太阳能电池材料有关，而且与入射光强度有关．在相同的光强照射下，不同材料制做的 太阳能电池的开路电压不同．理论上，开路电压的最大值等于材料禁带宽度的1/2．例如，禁带宽度为1.1eV的硅做太阳能 电池，开路电压为0.5-0.6V．对于给定的太阳能电池，其开路电压随入射光强度变化而变化．其规律是：太阳能电池开路 电压与入射光强度的对数成正比，即开路电压随入射光强度增大而增大，但入射光强度越大，开路电压增大得越缓慢． (2) 太阳能电池的短路电流与入射光强度的关系 太阳能电池的短路电流就是它无负载时回路中电流，用ISC表示．对给定的太阳能电池，其短路电流与入射光强度成正 比．对此，我们是容易理解的，因为入射光强度越大，光子越多，从而由光子激发的电子-空穴对越多，短路电流也就越 大． (3) 在一定入射光强度下太阳能电池的输出特性 当太阳能电池两端连接负载而使电路闭合时，如果入射光强度一定，则电路中的电流I和路端电压U均随负载电阻的改 变而改变，同时，太阳能电池的内阻也随之变化．太阳能电池的输出伏安特性曲线如图5所示．