书第�章�光伏产业和技术太阳电池也称为光伏电池�是一种在日照下可以发电的器件�����年�阿尔伯特�爱因斯坦因为发现了光电效应而获得诺贝尔物理奖�光电效应就是太阳电池的科学基础�太阳电池于��世纪��年代首先用于太空探索�太阳电池在这类应用中非常理想�因为它的可靠性高�不需要维护�没有运动部件��而且只需要阳光�对于这类应用来说�阳光几乎是无限能源�进入��世纪�考虑到温室气体排放和化石燃料储备不足引起的问题�太阳电池成为一种越来越有吸引力的能源�太阳电池的普及还因为其多样性�既可以小规模使用�如家用或者向边远电信中继站的单个器件供电��还可以用于大规模电力供应�光伏发电的潜力吸引了世界各地的政府和商业大量投资�在世界范围内�许多实验室致力于提高太阳电池效率�通过提升现有技术和使用新材料�新制造方法来研发更强大的电池�本章探讨当前的一些太阳电池技术�并阐释光伏阵列的运行�����半导体器件太阳电池由半导体材料制成�半导体材料在特定条件下导电�因此既不是绝缘体�也不是导体�最普遍的半导体材料是硅�为了改善导电性�一般通过�掺杂�过程和其他元素结合�半导体常常用于电子器件中�包括光伏电池�发光二极管�����和微型芯片�如计算机中使用的芯片������主流技术图����在许多电子元件中用到半导体材料硅是太阳电池制造中使用最广泛的材料�大多数商业化太阳电池由硅制成�硅从二氧化硅�也称为石英�中提取�可通过开采和提炼石英晶体来制造太阳电池�石英晶体也是砂子的主要成分�但是普通的砂子杂质太多�没法使用�硅是一种多样性的材料�一种非金属材料�它不但表现出金属的许多特性�即在室温下有光泽和呈现固态��而且表现出非金属的一些特性�硅太阳电池有几种不同类型�单晶硅�多晶硅和非晶硅电池�本章还将讨论�专栏����太阳电池效率效率是一个没有单位的量�用于指示器件把一种能量形式�即热能�动能�电能等�转换成另一种能量形式的效果�在谈到太阳电池时�效率会被常常提及�因此理解它的含义以及对电池运行意味着什么十分重要�描述太阳电池工作的效率有多种形式��电池效率�入射太阳电池的单位光能所产生的电功率数量�通常在标准测试条件�����下测量�环境温度���和辐照度���������太阳电池在现场很少处于����因此很少工作在额定效率�效率和功率输出的关系如下�效率�输出功率�输入功率辐照度的标准值是���������如果电池效率是���且面积是������则输出功率�效率�输入功率输出功率�������������������������组件效率�按电池效率相同方法测得的光伏组件效率�不同之处在于包括了反射损失�玻璃遮挡以及其他一些较小损失�在考虑效率图时应当保持警惕�查看测试条件�了解阵列在安装后性能将如何变化�环境不会是标准测试条件�温度�风速和太阳辐射的变化将严重影响阵列性能����下的额定效率一般是比较电池和组件性能的最佳指标�系统输出�见第�章�不适合进行对比�因为现场的电池温度全天都在变化�可能不会达到�����实验室得到的光伏电池效率一般要明显高于现有的光伏组件效率�因为实验室的许多技术对于大规模生产来说还没有经济可行性�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������单晶硅电池制造这类电池�要把一个硅晶种放入盛着熔融硅的坩埚里�一边缓慢拉出来�图����从熔融硅中拉出来的单晶硅硅锭�来源��������一边转动�通过这种方法�可以制成一根较大的纯晶体硅锭�然后可以切成纤薄的硅片�单晶硅太阳电池的效率最高�一般也最贵�与其他硅电池技术相比�由于其效率更高�可以增加输出功率�因此初始成本较高也是合理的�单晶硅太阳电池的最高效率记录是����目前商业化太阳...
