晶硅电池的转换效率如何计算
运用Rothwarf的晶界复合损失模型及其修正因子分析和计算p—n结类型多晶Si太阳电池的光电流和短路电流。导出多晶Si少子有效寿命τ*和扩散长度L*与晶粒度和晶界表面态密度的关系式,根据多晶Si表面态密度的测量数据算出各晶粒度下的τ*和L*,并用它们计算多晶Si电池的二极管暗电流。在上述基础上进一步计算10μ和25μ厚的n+—p和n+—p—p+两种多晶Si太阳电池的效率,得到如下的主要结果和结论。 1.在大晶粒度下10μ和25μ厚电池的Jsc(或η)之间的差别显著,当晶粒度变小时,这种差别不断缩小,而当晶粒半径R=10μ时,无论是n+--p或n+—p—p+类型,两种厚度电池的Jsc(
太阳能电池的芯片材料及转换效率怎么算？1、 晶体硅（单晶硅和多晶硅）太阳能电池：
2004年晶体硅太阳能电池占总量的84.6 ％，生产技术成熟，是光伏产业的主导产品。在光伏产业中占据着统治地位。
对于高效单晶硅太阳能电池，国际公认澳大利亚新南威尔士大学达到了最高转换效率为24.7％，目前世界技术先进产品转换效率为19－20 ％。对于多晶硅太阳能电池澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率已突破19.8％，技术先进产品的效率为15－18 ％。
2、 非晶体硅太阳能电池：
α－Si（非晶硅）太阳能电池一般采用高频辉光使硅烷分解沉积而成。由于分解温度低（250－500 0C），可在薄玻璃、陶瓷、不锈钢和塑料底片上沉积1um厚的薄膜，且易于大面积化。非晶硅太阳能电池多数采用PIN结构，有时还制成多层叠层式结构。
非晶硅太阳能电池大量生产的大面积产品的转换效率为10－12 ％，小面积产品转换效率已提高到14.6％，叠层结构电池的最高效率为21 ％。
3、 砷化镓（GaAs）太阳能电池：
GaAs太阳能电池多数采用液相外延法或MOCVD技术制备，GaAs太阳能电池的效率可高达29.5％，一般在19.5％左右。产品具有耐高温和抗辐射特点，但生产成本较高，产量受限，主要用作空间电源。以硅片为衬底，拥MOCVD方法制造GaAs /Si异质结太阳能电池是降低成本很有希望的方法，最高效率23.3 ％，GaAs 叠层结构的太阳能电池效率接近40 ％。
4、 其他化合物半导体太阳能电池：
这方面主要有CIS （铜铟硒）薄膜、CdTe (碲化镉)薄膜和InP(磷化铟) 太阳能电池等。这些太阳能电池的结构与非晶硅电池相似。但CIS薄膜一般厚度为2－3um，已达到的转换效率为17.7 ％。CdTe薄膜很适合于制作太阳能电池。其理论转换效率达30 ％，目前国际先进水平转换效率为15.8 ％，多用于空间方面。2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布如表2
表2 2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布 序号 太阳能电池种类 总产量（MW） 百分比（ ％ ）
1 单晶硅平板电池 314.4 28.6
2 多晶硅平板电池 669.2 56.0
3 非晶硅（室内室外） 47.1 3.9
4 带硅电池 41..0 3.4
5 CdTea（碲化镉）电池 13.0 1.1
6 CIS (铜铟硒) 3.0 0.25
7 非晶硅/单晶硅电池 80.0 6.7
总量 1195.2 100
（七）、提高太阳能电池效率的特殊技术：
晶体硅太阳能电池的理论效率为25％（AMO1.0光谱条件下）。太阳能电池的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关。其中，有些因素由太阳能电池的基本物理决定的，有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电池效率的原理上讲，应从以下几方面着手：
1、 减少太阳能电池薄膜光反射的损失
2、 降低PN结的正向电池（俗称太阳能电池暗电流）
3、 PN结的空间电荷区宽度减少，幷减少空间电荷区的复合中心。
4、 提高硅晶体中少数载流子寿命，即减少重金属杂质含量和其他可作为复合中心的杂质，晶体结构缺陷等。
5、 当采取太阳能电池硅晶体各区厚度和其他结构参数。
目前提高太阳能电池效率的主要措施如下，而各项措施的采用往往引导出相应的新的工艺技术。
（1） 选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体。
（2） 太阳能电池芯片表面制造绒面或倒金字塔多坑表面结构。电池芯片背面制作背面镜，以降低表面反射和构成良好的隔光机制。
（3） 合理设计发射结结构，以收集尽可能多的光生载流子。
（4） 采用高性能表面钝化膜，以降低表面复合速率。
（5） 采用深结结构，幷在金属接触处加强钝化。
（6） 合理的电极接触设计以达到低串联电阻等。
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影响其发电效率的主要因素包括：
1)光伏温度因子：光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，晶体硅光伏电池效率呈现降低的趋势。本项目所在地区多年极端最高气温为52.9°C，极端最高气温40.2°C，极端最低气温-12.1°C。全年平均气温15.9°C，计算得到当地的温度折减为2.5%。
2)组件匹配损失：组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，对于精心设计、精心施工的系统，约有3%的损失。为保证电池发电效率，将定期、及时对组件进行清洗，但组件上的灰尘或积雪造成的污染仍会对发电量造成影响，此项造成的年系统效率折减取3.2%。当辐照度过低时，会产生不可利用的低、弱太阳辐射损失。
3)直流线路损失：光伏组件产生电量输送至汇流箱、直流配电柜、逆变器时，存在直流电路的线损，按3%记取
4)电气设备造成的效率损失：逆变器转换过程中也存在电量损失，此项折减取2.5%。箱式变压器的升压过程中，也会存在能量损失。
5)光伏电站内线损等能量损失：电能由逆变器输出至箱变，再送至开关站，交流线路会存在线损。
6)系统的可利用率：虽然光伏组件的故障率极低，但定期检修及电网故障仍会造成损，按2%记取。
考虑以上各种因素，通过计算分析光伏电站系统发电总效率：
η=97.5%×96.8%×94.5%×97.2%×97%×97.5%×97.3%×=79.7%
2、多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，其光电转换效率约12％左右，稍低于单晶硅太阳电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。随着技术得提高，目前多晶硅的转换效率也可以达到18%左右。
3、非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。
4.衰减率为：10年保证90%的输出，25年保证80%电性能输出。
