文档介绍：本科生实验论文
太阳能电池特性研究
论文作者：郭海生
专业：物理学
年级：大二
学号：1408405070
指导老师：吴茂成
完成日期：2015 年 12 月 15 日
摘要：本文对硅太阳能电池中的单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅
太阳能电池的暗伏安特性、开路电压与短路电流随光强变化、输出特性作了初步
的分析和研究.
关键词：太阳能电池特性、单晶、多晶、非晶、暗伏安特性、开路电压与短路电
流随光强变化、输出特性、填充因子、转换效率
引言：
太阳能是人类最早认识并加以利用的能源之一。20 世纪以来，随着社会经济的
发展和人民生活水平的提高，对能源的需求量不断增长。太阳能资源具有数量巨
大、时间长久、普照大地、清洁安全的优点，具有很大的开发潜能。同时太阳
能有分散性、间断性和不稳定性、效率低和成本高的缺点，制约着太阳能的普及
使用，这需要科研设计来克服。通过研究三种太阳能电池的光电特性，了解各自
的优缺点，为太阳能电池发展搞清方向。
正文

太阳能电池是一种能进行能量转化的光电元件，也称光伏电池或光电池。美
国的 Bell 实验室于 1954 年研制成功第一块太阳能电池，但是效率太低，造价又
过于昂贵，因此没有多少商业价值。后来由于航天科技的逐步发展，太阳能电池
所起的作用变得越来越重要，在太空飞行器中太阳能电池成为必不可少的重要元
件，这也促进了太阳能电池的开发研究。由于许多新技术的采用，太阳能电池的
效率有了很大提高，新南威尔士大学的科研人员领导的研究小组，
已经使单晶硅太阳电池转换效率高达％。太阳能电池依据不同的标准，可
以有不同的分类方法，根据太阳能电池技术的成熟程度来划分，可以分成以下几
个阶段：第 1 代太阳能电池，主要是晶体硅太阳能电池；第 2 代太阳能电池，
主要是各种薄膜太阳能电池；第 3 代太阳能电池，主要是各种新概念太阳能电池。
根据太阳能电池使用的基本材料来划分，可以分为硅太阳能电池、化合物太阳能
电池、有机薄膜太阳能电池和燃料敏化太阳能电池等几种。根据太阳能电池的结
构来划分，可以将太阳能电池分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两大类。
本文对硅太阳能电池中的单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太
阳能电池的暗伏安特性、开路电压与短路电流随光强变化、输出特性作了初步的
分析和研究.

随着技术的改善、产品生产规模的扩大和成本的降低，对太阳能的兴趣将进
一步增加。太阳能经济的目标就是实现与电网的同价，即未经补贴的太阳能成本
等同或低于传统电网的成本。管理咨询公司麦肯锡公司的一项分析预测说，"到
2020 年，至少有 10 个光照强烈的地区将实现电网同价"。但是这些地区几乎可
以肯定是在意大利、日本、西班牙和美国等发达国家的内部。对于发展中国家，
即便实现了电网同价，仍然需要离网的解决方案，从而为偏远社区提供能源。尽
管和大规模电网连接的太阳能系统的成本将随着太阳能板价格的下降而下降，更
小的离