光电转换效率

2016-12-13

       对于光伏发电系统而言，光伏发电系统的效率至关重要，其中包括太阳能电池板的转换效率和将电转换成交流的电源调节器(PCS)的转换效率。
       太阳能电池板的转换效率就是指光电转换率，即在太阳能光伏系统中太阳能电池板把太阳光能转化为电能的效率，即入射单色光子-电子转化效率(monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency，用缩写IPCE表示)，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.其数学表达式见公式：
       IPCE= 1240 Isc / (l Pin)
       其中Isc、l和Pin所使用的单位分别为μA cm-2 、nm和W m-2。

       太阳能电池光电转换效率主要是受到半导体材料影响。因为，目前太阳能电池主要采用半导体材料，受阳光激发，引起电子转移，从而发电。受阳光激发的波长取决于半导体的种类。采用多种半导体的化合物型太阳能电池会比结晶硅型太阳能电池的理论转换效率高。所以，结晶硅型太阳能电池的转换效率趋于见顶，而化合物型太阳能电池的转换效率随着技术开发还有很大的提高余地，原因就在于此。
       提高电池板的光电转换效率始终是行业内的研发目标。因为，转换效率越高，相同功率的电池板面积就越小。就百万瓦级光伏电站而言，设置面积减小，包括架台在内的建设费用就会减少。相反，如果在相同的面积内铺满电池板，转换效率越高，输出功率就会越大。对于地皮贵、设置面积有限的百万瓦级光伏电站业务而言，转换效率将是非常重要的指标。
       现在一般的太阳能电池的光电转换率在10%到15% ，而国外一些高科技能源公司已将这一效率提高到45%左右，但晶体硅电池生产成本大大提高。