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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量和技術水平的重要參數,它與電池的結構、結特性、材料性質、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環境變化等有關 。
太陽能電池主要是以半導體材料為基礎,其工作原理是利用光電材料吸收光能后發生光伏反應,根據所用材料的不同,太陽能電池可分為:
1、硅太陽能電池;
2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池;
3、功能高分子材料制備的太陽能電池;
4、納米晶太陽能電池等。
許多國家正在制訂中長期太陽能開發計劃,準備在21世紀大規模開發太陽能,美國能源部推出的是國家光伏計劃,日本推出的是陽光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的一項重要的內容,該計劃在單晶硅和器件、薄膜光伏技術、PVMaT、光伏組件以及系統性能和工程、 光伏應用和市場開發等5個領域開展研究工作。
太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業、商業、農業、 通信、家用電器以及公用設施等部門,尤其可以分散地在邊遠地區、高山、沙漠、海島和農村使用,以節省造價很貴的輸電線路。但是在現階段,它的成本還很高,發出1kW電需要投資上萬美元,因此大規模使用仍然受到經濟上的限制。
當天然氣、煤炭、石油等能源頻頻告急,能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸時,越來越多的國家開始實行“陽光計劃”,開發太陽能資源,尋求經濟發展的新動力。歐洲一些高水平的核研究機構也開始轉向可再生能源。在國際光伏市場潛力的推動下,各國的太陽能電池制造業爭相投入巨資,擴大生產,以爭一席之地。
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