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大,即可獲得大輸出功率,用符號Pm表示。此時的工作電壓和工作電流稱為佳工作電壓和佳工作電流,分別用符號Um和Im表示。
太陽能電池的另一個重要參數(shù)是填充因子FF(fill factor),它是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佳負載時, 能輸出的大功率的特性,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。
太陽能電池的轉換效率指在外部回路上連接佳負載電阻時的大能量轉換效率,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),它與電池的結構、結特性、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 。
計算太陽能電池板:
按每日有效日照時間為6小時計算,再考慮到充電效率和充電過程中的損耗,太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中,太陽能電池板的實際使用功率。
中國對太陽能電池的研究開發(fā)工作高度重視,早在七五期間,非晶硅半導體的研究工作已經(jīng)列入國家重大課題;八五和九五期間,中國把研究開發(fā)的放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月,國家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發(fā)計劃,發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進太陽能發(fā)電技術的應用,計劃到2015年全國太陽能發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量達到300兆瓦。中國已成為全球光伏產(chǎn)品大制造國,中國即將出臺的《新能源振興規(guī)劃》,中國光伏發(fā)電的裝機容量規(guī)劃為2020年達到20GW,是原來《可再生能源中長期規(guī)劃》中1.8GW的10多倍。
市場上銷售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產(chǎn)的。由于單晶硅電池生產(chǎn)能耗大,一些認為現(xiàn)有單晶硅電池生產(chǎn)能耗大于其生命周期內(nèi)捕獲的太陽能,是沒有價值的。樂觀的估計是需要10年左右時間,使用單晶硅電池所獲得的太陽能才能大于其生產(chǎn)所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經(jīng)還原,融化后拉單晶得到的。生產(chǎn)過程能耗大,產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多,環(huán)境污染嚴重。國外紛紛將其轉移到中國生產(chǎn)。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產(chǎn)線。