太阳电池光电转换效率一般是多少

PCE不是光电转换效率，IPCE才是光电转换效率，（monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency，用缩写IPCE表示。光电转化效率，即入射单色光子－电子转化效率定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比。

从电流产生的过程考虑，IPCE与光捕获效率、电子注入量子效率finj及注入电子在纳米晶膜与导电玻璃的后接触面（backcontact)上的收集效率fc三部分相关。

光电转换效率最高值：

在大气质量为AMl.5的条件下测试，硅太阳能电池的理论光电转换效率的上限值为33%左右：商品硅太阳能电池的光／电转换效率一般为12%～15%，高效硅太阳能电池的光／电转换效率一般为18%～20%。

普通太阳能电池一般是在电池单元的电压达到0.4～0.6V时输出最大功率。

在标准日照条件(1000瓦/平方米)下,1平方米的太阳能电池板上输出的电功率为130至180瓦,光电转换的效率平均在13%至18%。

若按上海平均每年标准日照时间1100至1300小时计算,理想条件下,1平方米的太阳能电池板每年至少可以发电143度。

理论上1W的电100%转换成白光（4500K）能达到305lm的光通量。目前实际应用中的白光LED大多数在120-140lm/W之间，转换效率只有43%左右。

投射到太阳能电池整个光照面上的光能只能有一小部分能变成电能，这是因为它受很多因素的影响。太阳光在外层空间的辐射基本是恒定的，但经过成分不同、厚度不同的大气层的吸收后(其包括含量大而且多变的水蒸气的选择性吸收)，到达地面的太阳能光谱(辐照度在不同的波长范围内的分布)是随时随地都在发生变化的。一般情况下，到达地面的太阳光光谱为0.3～4µm，其总能量约为100mw／cm2，由于吸收因素，到达地面的太阳能光谱小于太阳常数。

太阳辐射通过星际空间到达地球，但由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行，因此太阳与地球之间的距离不是一个常数，而且一年里每天的日地距离也不一样。在某一点的辐射强度与距辐射源的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随日地间距离不同而异。然而，由于日地间距离太大(平均距离为1.5×108km)，所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用“太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。

虽然地面光谱辐照度是变化的，但其变化是有一定规律的。实际上，太阳能电池的效率要比理论计算值低得多，因为太阳能电池在转换过程中有很多损失，其损失概括有以下几点。

①投射到太阳能电池表面的太阳光，一部分被反射掉而没有进入太阳能电池。这种反射损失是一种相当大的损失。纯净的硅表面的反射率在0.4～1µm波长范围内约为30％，为减少反射损失，在制造太阳能电池时会在纯净的硅表面镀一薄层氧化硅或氧化钛、二氧化铈等以减少反射，这些膜在光谱范围内是透明的。

②光线进入太阳能电池后，能量大于“禁带”宽度的光子(即波长小于截止波长者)被太阳能电池吸收，产生电子-空穴对，不产生电子-空穴对的波长在太阳能电池中损失掉，而产生电子-空穴对后有一部分剩余的能量便在短时间内以热的形式传给了半导体晶格，也造成了损失，对于硅太阳能电池来讲，它占入射光线的总能量的53％。

③光激发产生的少数载流子中有一部分以扩散方式流到pn结，它是对电流输出有贡献的一部分，而另外一部分则远离结位置并在太阳能电池表面和内部复合掉。

④太阳能电池的开路电压小于其禁带宽度，这项损失为电压因素损失。

⑤太阳能电池的最大输出功率与其开路电压和短路电流乘积之比称为功率曲线，太阳能电池在开路和短路时的损失称为功率损失。

⑥太阳能电池的串联电阻及接触电阻和薄膜层电阻也造成损失。这里需要指出的是，太阳能电池在使用时，把多个太阳能电池进行组合，通过串联和并联的方法将它们组合起来，由于它们之间的电压和电流很难完全一致，因此不能达到最佳工作状态，因此太阳能电池组件要比单片太阳能电池效率低。

硅太阳能电池的理论光电转换效率的上限值为33%左右:

商品硅太阳能电池的光/电转换效率一般为12%～15%

高效硅太阳能电池的光/电转换效率一般为18%～20%

具体的可以参考光学教程里面的光度学基础讲解 这些都有的

晴天在太阳光垂直照射的条件下，商用光伏多晶硅组件的光电转换效率能达到12%-17%，多晶硅能达到17%-20%。多晶硅在弱光条件下发电效率比单晶硅好，单晶硅在太阳光垂直照射条件下效率比多晶硅好。

光伏组件（solar module）即太阳电池组件，由于单片太阳电池输出电压较低，加之未封装的电池由于环境的影响电极容易脱落，因此必须将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封成光伏组件，以避免电池电极和互连线受到腐蚀。

光伏组件按太阳电池的材料分为晶体硅太阳电池组件和薄膜太阳电池组件。