重要参数介绍：太阳电池

除了J_sc和V_oc外，还有一些重要的物理参量可以表征太阳电池的性能，它们分别是最大功率P_m、填充因子FF和光电转换效率_η（简称“效率”）。下面介绍这些特征参数。

1）最大功率^[11]。伏安特性曲线任一工作点上的输出功率等于该点所对应的矩形面积，其中输出功率最大的一点，称为最佳工作点，该点的电压和电流分别称为最佳工作电压V_m和最佳工作电流J_m，最大功率P_m=J_mV_m。

2）填充因子。填充因子FF表示最大输出功率点所对应的矩形面积与V_oc和J_sc所对应的矩形面积中所占的百分比，即

3）光电转换效率。太阳电池的有效功率输出与入射光功率之比，称为太阳电池的光电转换效率_η（%），它表示入射的太阳光能量有多少能够转化为有效的电能，是最大功率P_m和入射到太阳电池上的辐照度P_in的比值，即

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太阳电池的转换效率与入射光的辐照度P_in密切相关，所以目前采用业内通用标准测试条件。

材料的禁带宽度直接影响到光能转换为电能的效率。如果太阳电池用禁带宽度E_g小的材料制成，理论上可以吸收的光子通量b_s很大，但是，由于入射光子中相当一部分光子的能量远大于E_g，而该部分光子激发电子—空穴对后，多余的能量通过热能的形式释放掉，反而不利于太阳电池效率的提高。相反地，若用E_g较大的材料制作太阳电池，太阳电池可吸收的入射光子通量b_s很小，也不利于提高太阳电池的效率。理想的情况是用E_g值介于1.2～1.6eV的材料制作成太阳电池，可望达到最高效率，GaAs和CdTe（E_g=1.45eV）都是带隙较为理想的材料^[12]。

4）理想太阳电池的伏安特性曲线与功率曲线。特性良好的太阳电池就是能获得较大功率输出的太阳电池，即V_oc、J_sc与FF的乘积较大的电池。图6.7所示为一理想太阳电池的伏安特性曲线与功率曲线。

图6.7 理想太阳电池的伏安特性曲线与功率曲线