一、太阳能电池材料特(te)性

禁带宽度

太阳(yang)能(neng)(neng)(neng)电(dian)池材料的(de)(de)(de)禁带宽度(du)(du)决定了(le)其吸(xi)收光(guang)(guang)谱(pu)的(de)(de)(de)范(fan)围。禁带宽度(du)(du)合适的(de)(de)(de)材料能(neng)(neng)(neng)够(gou)更有效(xiao)地吸(xi)收太阳(yang)光(guang)(guang)中(zhong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)子(zi)并将其转(zhuan)化为电(dian)能(neng)(neng)(neng)。例如，晶(jing)体硅的(de)(de)(de)禁带宽度(du)(du)约为1.12 eV，这一数值使得它能(neng)(neng)(neng)够(gou)较好地吸(xi)收太阳(yang)光(guang)(guang)谱(pu)中(zhong)的(de)(de)(de)可见光(guang)(guang)部分。如果禁带宽度(du)(du)过(guo)(guo)窄，材料会吸(xi)收过(guo)(guo)多(duo)的(de)(de)(de)低(di)能(neng)(neng)(neng)量(liang)光(guang)(guang)子(zi)，产生(sheng)过(guo)(guo)多(duo)的(de)(de)(de)热能(neng)(neng)(neng)而不(bu)是电(dian)能(neng)(neng)(neng)；若(ruo)禁带宽度(du)(du)过(guo)(guo)宽，则会错过(guo)(guo)很多(duo)高能(neng)(neng)(neng)量(liang)光(guang)(guang)子(zi)的(de)(de)(de)吸(xi)收，降低(di)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)利用率。

载流子迁移率

载(zai)(zai)流(liu)(liu)子(zi)迁(qian)移(yi)率(lv)反映了电(dian)(dian)(dian)子(zi)和空穴在材料中(zhong)的(de)(de)移(yi)动速度。较高(gao)的(de)(de)载(zai)(zai)流(liu)(liu)子(zi)迁(qian)移(yi)率(lv)意味(wei)着载(zai)(zai)流(liu)(liu)子(zi)能够更快地(di)到达(da)电(dian)(dian)(dian)极，减少在材料内部的(de)(de)复合几率(lv)。例如，在砷(shen)化镓太(tai)阳(yang)能电(dian)(dian)(dian)池(chi)中(zhong)，其(qi)较高(gao)的(de)(de)载(zai)(zai)流(liu)(liu)子(zi)迁(qian)移(yi)率(lv)有助于提(ti)高(gao)电(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)转(zhuan)换效率(lv)。当载(zai)(zai)流(liu)(liu)子(zi)迁(qian)移(yi)率(lv)较低时(shi)，载(zai)(zai)流(liu)(liu)子(zi)在移(yi)动过程中(zhong)容易(yi)与晶格缺陷或其(qi)他杂质发生复合，从而降低电(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)开路电(dian)(dian)(dian)压和短路电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，影响转(zhuan)换效率(lv)。

少数载流子寿命

少数(shu)载(zai)流(liu)子(zi)寿命是(shi)指少数(shu)载(zai)流(liu)子(zi)（在(zai)p - n结中，与多数(shu)载(zai)流(liu)子(zi)相反(fan)的(de)载(zai)流(liu)子(zi)）从产生到(dao)复合(he)(he)所经历的(de)时间。较长(zhang)的(de)少数(shu)载(zai)流(liu)子(zi)寿命有利于提高(gao)电池的(de)性能。在(zai)晶(jing)体(ti)(ti)硅太(tai)阳能电池中，通过减少晶(jing)体(ti)(ti)缺陷(xian)和提高(gao)材料纯度等方式来延长(zhang)少数(shu)载(zai)流(liu)子(zi)寿命。如果少数(shu)载(zai)流(liu)子(zi)寿命短，那(nei)么在(zai)光生载(zai)流(liu)子(zi)分离之(zhi)前就可能发生复合(he)(he)，导致电流(liu)损失，降低转换效率(lv)。

二、电池结构与工艺

p - n结质量

p - n结(jie)是太(tai)阳能(neng)(neng)电池(chi)(chi)的(de)核心结(jie)构(gou)，其质(zhi)量直(zhi)接(jie)影响电池(chi)(chi)的(de)性(xing)能(neng)(neng)。良好的(de)p - n结(jie)应具有陡峭的(de)结(jie)界面，以减少少数载流子(zi)(zi)在(zai)结(jie)区(qu)的(de)复合。在(zai)制造过程中，通过精准控制掺杂浓度和扩散深度等参数来(lai)优化(hua)p - n结(jie)。例(li)如(ru)，在(zai)晶体硅太(tai)阳能(neng)(neng)电池(chi)(chi)的(de)制备中，采(cai)用离(li)子(zi)(zi)注入(ru)和高温扩散相(xiang)结(jie)合的(de)方法来(lai)形成(cheng)高质(zhi)量的(de)p - n结(jie)，可以提(ti)高电池(chi)(chi)的(de)开路电压和填充因子(zi)(zi)，进而提(ti)升转换(huan)效(xiao)率。

电极接触

电极与半导体材料之间的接触电阻对光伏发电转(zhuan)换效率(lv)(lv)有(you)着重(zhong)要(yao)影响(xiang)。理想(xiang)的(de)(de)电(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)接(jie)触(chu)应具有(you)低接(jie)触(chu)电(dian)(dian)阻，以(yi)确(que)保光生载流子能够顺利地被收集并(bing)传输(shu)到外部电(dian)(dian)路。在电(dian)(dian)池(chi)(chi)制造(zao)中，采(cai)用(yong)(yong)合(he)适(shi)的(de)(de)电(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)材料和制作(zuo)工艺来(lai)(lai)优化电(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)接(jie)触(chu)。例如，对于晶体硅(gui)太阳能电(dian)(dian)池(chi)(chi)，采(cai)用(yong)(yong)银浆印(yin)刷电(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)并(bing)通过(guo)高温烧结工艺，可以(yi)使(shi)电(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)与硅(gui)材料形成良好的(de)(de)欧姆接(jie)触(chu)，减少接(jie)触(chu)电(dian)(dian)阻带(dai)来(lai)(lai)的(de)(de)功率(lv)(lv)损失(shi)。

表面钝化

表(biao)面(mian)钝(dun)化是为(wei)了(le)减少(shao)太阳(yang)能(neng)(neng)电(dian)池表(biao)面(mian)的载(zai)流(liu)子复(fu)合。通过在(zai)电(dian)池表(biao)面(mian)沉(chen)积一层钝(dun)化膜(mo)，如氮化硅(gui)或(huo)氧化铝薄膜(mo)，可(ke)以降低表(biao)面(mian)态(tai)密度，抑制少(shao)数(shu)载(zai)流(liu)子在(zai)表(biao)面(mian)的复(fu)合。在(zai)PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）电(dian)池技(ji)术中，背面(mian)钝(dun)化技(ji)术得到(dao)了(le)广泛应用。这种技(ji)术通过在(zai)电(dian)池背面(mian)沉(chen)积钝(dun)化膜(mo)并结(jie)合局域背场，有(you)效(xiao)地(di)提高了(le)电(dian)池的转换效(xiao)率，目前(qian)已经成为(wei)高效(xiao)晶体硅(gui)太阳(yang)能(neng)(neng)电(dian)池的主流(liu)技(ji)术之一。

三、光学损失

反射损失

当太(tai)阳光照射(she)(she)(she)(she)到太(tai)阳能电(dian)池(chi)表面(mian)(mian)时(shi)，一(yi)部分光会被反射(she)(she)(she)(she)回去，造成能量损失。为了减(jian)少(shao)反射(she)(she)(she)(she)损失，通常会在(zai)电(dian)池(chi)表面(mian)(mian)制(zhi)备减(jian)反射(she)(she)(she)(she)膜。例如，在(zai)晶体硅(gui)太(tai)阳能电(dian)池(chi)表面(mian)(mian)涂(tu)覆一(yi)层折(zhe)射(she)(she)(she)(she)率(lv)适(shi)中的氮(dan)化硅(gui)减(jian)反射(she)(she)(she)(she)膜，可(ke)以使入射(she)(she)(she)(she)光的反射(she)(she)(she)(she)率(lv)显著降低。此外，通过优(you)化电(dian)池(chi)表面(mian)(mian)的纹理结(jie)构，如采用金字(zi)塔形纹理，也可(ke)以增(zeng)加光的散(san)射(she)(she)(she)(she)，减(jian)少(shao)反射(she)(she)(she)(she)，提(ti)高光的吸收效(xiao)率(lv)。

透射损失

对于一些薄(bo)膜太阳能电池(chi)，如非(fei)晶(jing)硅太阳能电池(chi)，存在透射损(sun)失的问题。由于薄(bo)膜的厚度较薄(bo)，部(bu)分光会(hui)直(zhi)接透过电池(chi)而没(mei)有被吸收。为(wei)了减少透射损(sun)失，一方面可以增(zeng)加薄(bo)膜的厚度，但这可能会(hui)导致(zhi)其(qi)他问题，如增(zeng)加材(cai)料成本和降低电池(chi)的柔(rou)韧性；另一方面，可以采用多(duo)层膜结构，通过不同材(cai)料的组合来拓宽吸收光谱范(fan)围，提高光的吸收效率。

阴影遮挡损失

在实际的太阳能电站中，电(dian)(dian)池组(zu)件(jian)之(zhi)间可能(neng)会存在阴(yin)影(ying)(ying)(ying)遮挡的(de)情况。即(ji)使是少(shao)量的(de)阴(yin)影(ying)(ying)(ying)遮挡，也会对整(zheng)个(ge)组(zu)件(jian)的(de)发电(dian)(dian)效率产生严重(zhong)影(ying)(ying)(ying)响(xiang)。这是因为太(tai)阳能(neng)电(dian)(dian)池组(zu)件(jian)通常是串联连(lian)接(jie)的(de)，一个(ge)电(dian)(dian)池单元的(de)阴(yin)影(ying)(ying)(ying)遮挡会导致(zhi)整(zheng)个(ge)串联支(zhi)路的(de)电(dian)(dian)流减小。为了避免阴(yin)影(ying)(ying)(ying)遮挡损失，在电(dian)(dian)站(zhan)设(she)计和安装时，需要合理规划(hua)组(zu)件(jian)的(de)布局，避免建筑物(wu)、树木等(deng)物(wu)体对电(dian)(dian)池组(zu)件(jian)的(de)遮挡，并且(qie)可以(yi)采用旁路二极管等(deng)技术来减少(shao)阴(yin)影(ying)(ying)(ying)遮挡对组(zu)件(jian)的(de)影(ying)(ying)(ying)响(xiang)。

四、温度影响

开路电压降低

随着(zhe)温(wen)(wen)度的(de)(de)升高(gao)(gao)，太(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)池的(de)(de)开路(lu)(lu)电(dian)(dian)压会(hui)降低(di)(di)。这是(shi)因为温(wen)(wen)度升高(gao)(gao)会(hui)导(dao)致(zhi)半导(dao)体材料的(de)(de)禁(jin)带宽度减小，从而(er)使得电(dian)(dian)池的(de)(de)开路(lu)(lu)电(dian)(dian)压下(xia)(xia)降。例如(ru)，晶体硅(gui)太(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)池的(de)(de)开路(lu)(lu)电(dian)(dian)压温(wen)(wen)度系数(shu)约(yue)为 - 0.35 - -0.45%/℃，即温(wen)(wen)度每升高(gao)(gao)1℃，开路(lu)(lu)电(dian)(dian)压会(hui)降低(di)(di)0.35 - 0.45%。在(zai)实际应用中，特(te)别是(shi)在(zai)高(gao)(gao)温(wen)(wen)环(huan)境(jing)下(xia)(xia)，如(ru)沙漠地区的(de)(de)太(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)站(zhan)，需要采(cai)取措施来(lai)降低(di)(di)电(dian)(dian)池的(de)(de)工作温(wen)(wen)度，以提高(gao)(gao)转换效率。

填充因子减小

温(wen)度(du)(du)的(de)升(sheng)高(gao)还会导致太阳能电(dian)池的(de)填(tian)充因(yin)子(zi)减(jian)小。填(tian)充因(yin)子(zi)反映(ying)了电(dian)池的(de)功(gong)率(lv)输出能力(li)，其值越接近1，电(dian)池的(de)性能越好。温(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)会引起电(dian)池内部(bu)电(dian)阻(zu)的(de)变化，从而(er)影响填(tian)充因(yin)子(zi)。为了减(jian)少温(wen)度(du)(du)对转(zhuan)换效率(lv)的(de)影响，可以采(cai)(cai)用散(san)热(re)(re)(re)技术，如在(zai)电(dian)池组(zu)件背(bei)面(mian)安(an)装散(san)热(re)(re)(re)片，或(huo)者在(zai)大(da)型太阳能电(dian)站中采(cai)(cai)用热(re)(re)(re)管(guan)技术等，将电(dian)池工作时产生的(de)热(re)(re)(re)量及(ji)时散(san)发出去。

五、外部因素

光照强度

光(guang)照(zhao)强(qiang)(qiang)度(du)(du)是影(ying)响光(guang)伏发电(dian)(dian)转换(huan)效率的(de)重要(yao)外部(bu)因(yin)素。在一定范围(wei)内，随着(zhe)光(guang)照(zhao)强(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)增加(jia)，太阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)池(chi)的(de)输出(chu)功(gong)率也(ye)会增加(jia)。但是，当(dang)光(guang)照(zhao)强(qiang)(qiang)度(du)(du)过(guo)(guo)高时，可能(neng)会导(dao)致(zhi)电(dian)(dian)池(chi)温度(du)(du)升高过(guo)(guo)快，反而会降低转换(huan)效率。此(ci)外，光(guang)照(zhao)强(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)不均匀性也(ye)会对电(dian)(dian)池(chi)的(de)性能(neng)产生影(ying)响。在太阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)站(zhan)中，如(ru)果组件之间存在光(guang)照(zhao)强(qiang)(qiang)度(du)(du)差(cha)异(yi)较大的(de)情况，会影(ying)响整个电(dian)(dian)站(zhan)的(de)发电(dian)(dian)效率。

灰尘污染

太阳能电(dian)池(chi)表面(mian)的(de)灰尘(chen)污染会降低光的(de)透(tou)过(guo)(guo)率(lv)，从而(er)减少电(dian)池(chi)的(de)光吸收。灰尘(chen)颗粒会在(zai)电(dian)池(chi)表面(mian)形成一层(ceng)遮(zhe)挡(dang)层(ceng)，类似于阴影(ying)遮(zhe)挡(dang)的(de)效(xiao)(xiao)果。特别(bie)是在(zai)干旱和多风沙的(de)地区，灰尘(chen)污染问(wen)题更为严重。定期清(qing)洁(jie)电(dian)池(chi)组件(jian)是提高光伏(fu)发电(dian)效(xiao)(xiao)率(lv)的(de)必要(yao)措施，但清(qing)洁(jie)过(guo)(guo)程(cheng)也需要(yao)考(kao)虑成本和安全性等(deng)因素。

电磁干扰

在(zai)一些特殊的(de)电(dian)(dian)磁(ci)环境(jing)下(xia)，如靠近高压(ya)输(shu)电(dian)(dian)线或大型电(dian)(dian)气设(she)备的(de)区域，太阳能电(dian)(dian)池可能会受(shou)到(dao)电(dian)(dian)磁(ci)干扰。电(dian)(dian)磁(ci)干扰可能会影响电(dian)(dian)池内部的(de)电(dian)(dian)学性(xing)能，如改变载流子(zi)的(de)输(shu)运特性(xing)，从而(er)导致转换效率的(de)降低。为了减少(shao)电(dian)(dian)磁(ci)干扰的(de)影响，在(zai)电(dian)(dian)站选址(zhi)和设(she)计时需要(yao)充(chong)分考虑周围的(de)电(dian)(dian)磁(ci)环境(jing)，并(bing)采(cai)取相应(ying)的(de)屏(ping)蔽措施(shi)。