太陽能電池的原理及發(fā)展前景

太陽能電池的原理及發(fā)展前景摘要：針對(duì)能源危機(jī)日益嚴(yán)重，積極尋找替代能源，開發(fā)節(jié)能技術(shù)尤為重要。目前，太陽能電池的利用備受關(guān)注。該項(xiàng)目通過進(jìn)行了Si太陽能電池溫度特性和光譜特性測試裝置的設(shè)計(jì)研究，并利用設(shè)計(jì)的裝置，對(duì)Si太陽能電池特性參數(shù)測量，得到相關(guān)特性曲線，可為Si太陽能電池的制造、性能檢測、應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可用于為學(xué)生開設(shè)綜合、設(shè)計(jì)型的專業(yè)實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)，為高校相應(yīng)設(shè)備的技術(shù)改造提供技術(shù)參考，并且節(jié)能環(huán)保，必將帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文介紹了太陽能電池的原理和發(fā)展,以及各類新型太陽能電池,比較了各類太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)展前景。關(guān)鍵字能源危機(jī)、Si太陽能電池、溫度特性、光譜特性、發(fā)電方式、能量轉(zhuǎn)換、光生伏特效應(yīng)、原理、發(fā)展、前景。前言太陽能電池的利用和太陽能電池特性的研究是21世紀(jì)的熱門課題，太陽能電池的光譜響應(yīng)和溫度特性的測試對(duì)提高太陽能電池的生產(chǎn)工藝水平和研究電池片的性能有重要的參考價(jià)值。鑒于受實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)裝置的限制，傳統(tǒng)的太陽能電池特性參數(shù)測量裝置，把主要研究內(nèi)容放在了電池的光照特性、I-V特性和負(fù)載特性上，對(duì)光譜特性和溫度特性研究很少，甚至沒研究。該項(xiàng)目通過進(jìn)行Si太陽能電池溫度特性和光譜特性測試裝置的設(shè)計(jì)，測試得出Si太陽能電池溫度特性和光譜特性。由于人類對(duì)可再生能源的不斷需求,促使人們致力于開發(fā)新型能源。太陽在40min內(nèi)照射到地球表面的能量可供全球目前能源消費(fèi)的速度使用1年,合理的利用好太陽能將是人類解決能源問題的長期發(fā)展戰(zhàn)略,是其中最受矚目的研究熱點(diǎn)之一。本文介紹了太陽能電池的原理和發(fā)展,以及各類新型太陽能電池,比較了各類太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和發(fā)展前景。正文太陽能電池簡介太陽能電池是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電器件。由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動(dòng)的部分，故可以長時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計(jì)算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋照明，并為電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力。近年，天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。太陽電池的基本構(gòu)造從電的角度來看，我們所用的硅都是中性的。多余的電子被磷中多余的質(zhì)子所中和。缺失電子（空穴）由硼中缺失質(zhì)子所中和。當(dāng)空穴和電子在N型硅和P型硅的交界處混合時(shí)，中性就被破壞了。在交界處，它們會(huì)混合形成一道屏障，使得N側(cè)的電子越來越難以抵達(dá)P側(cè)。最終會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)，這樣我們就有了一個(gè)將兩側(cè)分開的電場。太陽能電池的原理太陽能電池，是一種能有效地吸收太陽輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件，由于他們利用各種勢壘的光生伏特效應(yīng)，所以也稱為光伏電池，其核心是可釋放電子的半導(dǎo)體。最常用的半導(dǎo)體材料是硅。地殼硅儲(chǔ)量豐富，可以說是取之不盡、用之不竭。當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體表面，半導(dǎo)體內(nèi)部N區(qū)和P區(qū)中原子的價(jià)電子受到太陽光子的激發(fā)，通過光輻射獲取到超過禁帶寬度Eg的能量，脫離共價(jià)健的束縛從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，由此在半導(dǎo)體材料內(nèi)部產(chǎn)生出很多處于非平衡狀態(tài)的電子空穴對(duì)。這些被光激發(fā)的電子和空穴，或自由碰撞，或在半導(dǎo)體中復(fù)合恢復(fù)到平衡狀態(tài)。其中復(fù)合過程對(duì)外不呈現(xiàn)導(dǎo)電作用，屬于太陽能電池能量自動(dòng)損耗部分。光激發(fā)載流子中的少數(shù)載流子能運(yùn)動(dòng)到P—N結(jié)區(qū)，通過P—N結(jié)對(duì)少數(shù)載流子的牽引作用而漂移到對(duì)方區(qū)域，對(duì)外形成與P—N結(jié)勢壘電場方向相反的光生電場。一旦接通外電路，即可有電能輸出。當(dāng)把眾多這樣小的太陽能光伏電池單元通過串并聯(lián)的方式組合在一起，構(gòu)成光伏電池組件，便會(huì)在太陽能的作用下輸出功率足夠大的電能。制造太陽能電池的半導(dǎo)體材料有合適禁帶寬度非常重要。不同禁帶寬度的半導(dǎo)體，只能吸取一部分波長的太陽光輻射能以產(chǎn)生電子空穴對(duì)，禁帶寬度越小，所吸收的太陽光譜的可利用部分就越大，而同時(shí)在太陽光譜峰值附近被浪費(fèi)的能量也就越大。可見，只有選擇具有合適禁帶寬度的半導(dǎo)體材料，才能更有效地利用太陽光譜。由于直接遷移型半導(dǎo)體的光吸收效率比間接遷移型高，故最好是直接遷移型半導(dǎo)體。太陽電池的種類和原理（1）光—熱—電轉(zhuǎn)換光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣.太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。（2）光—電直接轉(zhuǎn)換光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。太陽能電池的轉(zhuǎn)換過程數(shù)載流子，流入的電子按介電馳豫時(shí)間的順序傳播，同時(shí)為滿足n型硅內(nèi)的載流子電中性條件，與流入的電子相同數(shù)目的電子從連接n型硅的電極流出。這時(shí)，電子失去相當(dāng)于空間電荷區(qū)的電位高度及導(dǎo)帶底和費(fèi)米能級(jí)之間電位差的能量。設(shè)負(fù)載電阻上每秒每立方厘米流入n個(gè)電子，則加在負(fù)載電阻上的電壓v=qnr=ir表示。由于電路中無電源，電壓v=ir實(shí)際加在太陽電池的結(jié)上，即結(jié)處于正向偏置。一旦結(jié)處于正向偏置時(shí)，二極管電流id=i0[exp(qv/nkt)-1]朝著與光激發(fā)產(chǎn)生的載流子形成的光電流iph相反的方向流動(dòng)，因而流入負(fù)載電阻的電流值為

在負(fù)載電阻上，一個(gè)電子失去一個(gè)qv的能量，即等于光子能量hν轉(zhuǎn)換成電能qv。流過負(fù)載電阻的電子到達(dá)p型硅表面電極處，在p型硅中成為過剩載流子，于是和被掃出來的空穴復(fù)合，形成光電流太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。圖1太陽能電池的發(fā)電原理6、光生伏特效應(yīng)原理當(dāng)光照射到pn結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)附近生成的載流子沒有被復(fù)合而到達(dá)空間電荷區(qū)，受內(nèi)建電場的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結(jié)果使n區(qū)儲(chǔ)存了過剩的電子，p區(qū)有過剩的空穴。它們?cè)趐n結(jié)附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外，還使p區(qū)帶正電，n區(qū)帶負(fù)電，在n區(qū)和p區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢，這就是光生伏特效應(yīng)。此時(shí)，如果將外電路短路，則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過，這個(gè)電流稱作短路電流，另一方面，若將pn結(jié)兩端開路，則由于電子和空穴分別流入n區(qū)和p區(qū)，使n區(qū)的費(fèi)米能級(jí)比p區(qū)的費(fèi)米能級(jí)高，在這兩個(gè)費(fèi)米能級(jí)之間就產(chǎn)生了電位差voc?？梢詼y得這個(gè)值，并稱為開路電壓。由于此時(shí)結(jié)處于正向偏置，因此，上述短路光電流和二極管的正向電流相等，并由此可以決定voc的值。7、光生伏特效應(yīng)用光伏材料能將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。光伏材料又稱太陽能電池材料，只有半導(dǎo)體材料具有這種功能?？勺鎏栯姵夭牧系牟牧嫌袉尉Ч?、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生產(chǎn)的有單晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚處于開發(fā)階段。目前致力于降低材料成本和提高轉(zhuǎn)換效率，使太陽能電池的電力價(jià)格與火力發(fā)電的電力價(jià)格競爭，從而為更廣泛更大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造條件。以硅材料的應(yīng)用開發(fā)形成的產(chǎn)業(yè)鏈條稱之為光伏產(chǎn)業(yè)，包括高純多晶硅原材料生產(chǎn)、太陽能電池生產(chǎn)、太陽能電池組件生產(chǎn)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的制造等。我國光照充沛，光能資源分布較為均勻；與水電、風(fēng)電、核電等相比，太陽能發(fā)電沒有任何排放和噪聲，應(yīng)用技術(shù)成熟，安全可靠；除大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)應(yīng)用外，太陽能還可以通過抽水、超導(dǎo)、蓄電池、制氫等多種方式儲(chǔ)存，太陽能+蓄能，幾乎可以滿足中國未來穩(wěn)定的能源需求。太陽能是未來最清潔、安全和可靠的能源，發(fā)達(dá)國家正在把太陽能的開發(fā)利用作為能源革命主要內(nèi)容長期規(guī)劃，光伏產(chǎn)業(yè)正日益成為國際上繼IT、微電子產(chǎn)業(yè)之后又一爆炸式發(fā)展的行業(yè)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、硅片、電池片、電池組件、應(yīng)用系統(tǒng)5個(gè)環(huán)節(jié)。上游為硅料、硅片環(huán)節(jié)；中游為電池片、電池組件環(huán)節(jié)；下游為應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)節(jié)。從全球范圍來看，產(chǎn)業(yè)鏈5個(gè)環(huán)節(jié)所涉及企業(yè)數(shù)量依次大幅增加，光伏市場產(chǎn)業(yè)鏈呈金字塔形結(jié)構(gòu)。8、太陽能電池的基本特性光譜特性光電池對(duì)不同波長的光的靈敏度是不同的。光譜響應(yīng)峰值所對(duì)應(yīng)的入射光波長是不同的，硅光電池波長在0.8μm附近，硒光電池在0.5μm附近。硅光電池的光譜響應(yīng)波長范圍為0.4-1.2μm，而硒光電池只能為0.38-0.75μm?？梢?，硅光電池可以在很寬的波長范圍內(nèi)得到應(yīng)用。（2）光照特性：光電池在不同光照度下，其光電流和光生電動(dòng)勢是不同的，它們之間的關(guān)系就是光照特性。短路電流在很大范圍內(nèi)與光照強(qiáng)度呈線性關(guān)系，開路電壓（即負(fù)載電阻RL無限大時(shí)）與光照度的關(guān)系是非線性的，并且當(dāng)照度在2000lx時(shí)就趨于飽和了。因此用光電池作為測量元件時(shí)，應(yīng)把它當(dāng)作電流源的形式來使用，不宜用作電壓源。（3）溫度特性光電池的溫度特性是描述光電池的開路電壓和短路電流隨溫度變化的情況。由于它關(guān)系到應(yīng)用光電池的儀器或設(shè)備的溫度漂移，影響到測量精度或控制精度等重要指標(biāo)，因此溫度特性是光電池的重要特性之一。開路電壓隨溫度升高而下降的速度較快，而短路電流隨溫度升高而緩慢增加。由于溫度對(duì)光電池的工作有很大影響，因此把它作為測量元件使用時(shí)，最好能保證溫度恒定或采取溫度補(bǔ)償措施。9、太陽能電池的發(fā)展（1）第一代太陽能電池1954年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出第一塊半導(dǎo)體太陽能電池，開始了利用太陽能發(fā)電的新紀(jì)元。由于太陽能電池價(jià)格昂貴，因此其發(fā)展緩慢，當(dāng)時(shí)主要用于航天科技工程。20世紀(jì)70年代，由于石油危機(jī)，使人們對(duì)于可再生能源的興趣越來越濃，太陽能電池也進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。近幾年太陽電池市場以每年30%的速度遞增。目前，第一代太陽能電池約占太陽能電池產(chǎn)品市場的86%。第一代太陽能電池基于硅晶片基礎(chǔ)之上，主要采用單晶體硅、多晶體硅及GaAs為材料，轉(zhuǎn)換效率為11%~15%。單晶硅生長技術(shù)主要有直拉法和懸浮區(qū)熔法。直拉法是將硅材料在石英坩鍋中加熱熔化，使籽晶與硅液面接觸，向上提升以長出柱狀的晶棒。直拉法的研究方向是設(shè)法增大硅棒的直徑（目前硅棒的直徑已經(jīng)達(dá)到100~150mm），用區(qū)熔法生長單晶硅技術(shù)是將區(qū)熔提純和制備單晶結(jié)合在一起，可以得到純度很高的單晶硅，但成本很高。目前，在所有太陽能電池中此種硅片的效率是最高的，因此，采用低成本的方式改進(jìn)區(qū)熔法生長太陽能電池用單晶硅也是目前的發(fā)展方向。為了進(jìn)一步提高太陽能電池效率，近年來大力發(fā)展高效化電池工藝，主要有發(fā)射極鈍化及背面局部擴(kuò)散工藝、埋柵工藝和雙層減反射膜工藝等。多晶硅材料生長主要運(yùn)用定向凝固法及澆鑄法工藝。定向凝固法是將硅材料在坩鍋中熔融后，使坩鍋形成由上而下逐漸下降的溫度場或從坩鍋底部通冷源以造成溫度梯度，使固液界面從坩鍋底部向上移動(dòng)而形成晶體。澆鑄法是將熔化后的硅液倒入模具內(nèi)形成晶錠，鑄出的方形硅錠被切成方形硅片做成太陽電池。目前使用最廣泛的是澆鑄法，此法簡單，能耗低，利于降低成本，但容易造成錯(cuò)位、雜質(zhì)等缺陷，而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率低于單晶硅太陽能電池。由于多晶硅太陽電池存在雜質(zhì)問題，光電轉(zhuǎn)換效率比單晶硅電池低但成本有所降低。目前阻礙太陽能電池推廣應(yīng)用的最大障礙就是成本問題，為進(jìn)一步降低成本，基于薄膜技術(shù)的第二代太陽能電池登上了歷史舞臺(tái)。（2）第二代太陽能電池第二代太陽能電池是基于薄膜技術(shù)之上的一種太陽能電池。在薄膜電池中，很薄的光電材料被鋪在襯底上，大大地減小了半導(dǎo)體材料的消耗（薄膜厚度僅1um），也容易形成批量生產(chǎn)（其單元面積為第一代太陽電池單元面積的100倍），從而大大地降低了太陽能電池的成本。薄膜太陽能電池材料主要有多晶硅、非晶硅、碲化鎘等。多晶硅薄膜太陽能電池技術(shù)較為成熟。目前，多晶硅薄膜生長技術(shù)主要有液相外延生長法、低壓化學(xué)氣相沉淀法、快熱化學(xué)氣相沉淀法、催化化學(xué)氣相沉淀法、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉淀法、超高真空化學(xué)氣相沉淀法、固相晶化法和區(qū)熔再結(jié)晶法等。薄膜電池在很大程度上解決了太陽能電池的成本問題，但是效率很低。目前商用薄膜電池的光電轉(zhuǎn)換效率只有6%~8%【3】。為了進(jìn)一步提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，各國學(xué)者開始研究太陽能電池的效率極限和能量損失機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上提出了第三代太陽能電池的概念。（3）第三代太陽能電池太陽能轉(zhuǎn)換成電能的卡諾循環(huán)效率可以達(dá)到95%，而目前標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的理論轉(zhuǎn)換效率上限為33%，這說明提高太陽能電池的效率還有很大的空間。為了進(jìn)一步提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，新南威爾士大學(xué)對(duì)太陽能電池中能量損失機(jī)理進(jìn)行了研究。圖⑵是太陽能電池能量損失機(jī)理的示意圖。圖中①為熱損失，②和③為PN結(jié)和接觸電壓損失，④為電子--空穴結(jié)合所造成的損失。由圖⑵可見，造成太陽能電池的能量損失主要是熱損失，光生載流子對(duì)能很快將能帶多余的能量以熱的形式損失掉；另一主要的能量損失是由電子--空穴對(duì)的重新結(jié)合引起的；還有一部分能量損失是由PN結(jié)和接觸電壓損失引起的。為減少熱損失，可以設(shè)法讓通過太陽能電池的光子能量剛剛大于能帶能量，使得光子的能量激發(fā)出的光生載流子沒有多余的能量可以損失。為減少電子--空穴結(jié)合所造成的損失，可設(shè)法延長光生載流子的壽命，這可以通過消除不必要的缺陷來實(shí)現(xiàn)。減小PN結(jié)的接觸電壓損失，可以通過聚集太陽光，加大光子密度的方法來實(shí)現(xiàn)?；谝陨戏治?，澳大利亞和美國分別提出了第三代太陽能電池的概念。當(dāng)然，目前第三代太陽能電池主要還在進(jìn)行概念和簡單實(shí)驗(yàn)研究。第三代太陽能電池主要有前后重疊電池，多能帶電池，熱太陽能電池，熱載流子電池，和沖擊離子化太陽能電池等。10、第三代新型太陽能電池的介紹（1）疊層太陽能電池疊層太陽電池的制備可以通過兩種方式得到。一種是機(jī)械堆疊法，先制備出兩個(gè)獨(dú)立的太陽電池，一個(gè)是高帶寬的，另一個(gè)則是低帶寬的，然后把高帶寬的堆疊在低帶寬的電池上面；另一種是一體化的方法，電池間通過隧道結(jié)串接。在多結(jié)疊層串接太陽電池中，由于各分電池由P-N結(jié)組成，如果直接串聯(lián)在一起，則由于P-N結(jié)反偏而不導(dǎo)電，采用隧道結(jié)結(jié)構(gòu)可以解決這一問題。據(jù)分析，無限增加太陽電池的層數(shù)，理論上可獲得的最高效率為86.8%。（2）多能帶太陽能電池多能帶電池也稱為不純能帶電池，最簡單的就是3能帶電池。能帶1和能帶3是大塊結(jié)晶中的價(jià)電子帶和傳導(dǎo)帶，能帶2是人工制備的中間能帶。這樣，高能量范圍內(nèi)的太陽光()引起能帶1和3間的轉(zhuǎn)移，而中間能量范圍的太陽光引起能帶1和2以及能帶2和3間的轉(zhuǎn)移而被吸收，這是覆蓋更寬的太陽光譜的嘗試。因此，和多結(jié)太陽電池的情形一樣，對(duì)削減短波長域的能量損失有較好的效果。（3）多載流子太陽電池提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率即是盡可能多地將光子的能量用于激發(fā)出電子一空穴對(duì)，而避免其轉(zhuǎn)換成熱能。如果一個(gè)高能量光子激發(fā)出一對(duì)電子一空穴對(duì)并使它們成為具有多余能量的“熱載流子”，而這個(gè)熱載流子具有的能量仍高于激發(fā)一對(duì)電子一空穴對(duì)所需要的能量，那么這個(gè)熱載流子就完全有可能把多余的能量用來產(chǎn)生第二對(duì)電子一空穴對(duì)，如果光子的能量比禁帶寬度的三倍還大，就可能產(chǎn)生第三對(duì)電子一空穴對(duì)。這些電子空穴對(duì)將增大太陽電池的輸出電流，從而提高光子的利用效率。（4）熱光伏電池?zé)峁夥夹g(shù)是將受熱高溫?zé)彷椛潴w的能量通過半導(dǎo)體P-N結(jié)電池直接轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。熱光伏電池使用一個(gè)吸熱裝置吸收太陽光，再把吸收的能量放出來供給電池，原理如圖11所示。該裝置的溫度遠(yuǎn)低于太陽的溫度，因此其輻射的平均光子能量遠(yuǎn)小于陽光。這些光子中能量較高的被電池吸收轉(zhuǎn)化成電能，而其中能量較小的又被反射回來，容易被吸熱裝置吸收，用以保持吸熱裝置的溫度。這種方法的最大特點(diǎn)是電池不能吸收的那部分能量可以反復(fù)利用。提高太陽能轉(zhuǎn)換效率的方式（1）聚光太陽電池的效率串聯(lián)電阻很小時(shí)，聚光度對(duì)小面積太陽電池轉(zhuǎn)換效率的影響串聯(lián)電阻較大時(shí)，聚光度對(duì)大面積太陽電池轉(zhuǎn)換效率的影響聚光度GaAs太陽電池轉(zhuǎn)換效率的影響使用聚光系統(tǒng)需要注意的問題：1、隨著聚光度的增加，不能轉(zhuǎn)換為電能的光能將會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，大量熱能的積累將會(huì)導(dǎo)致電池溫度的上升，不僅造成太陽電池的轉(zhuǎn)化效率降低，而且過高的溫度將導(dǎo)致電池系統(tǒng)破壞。2、對(duì)于濃聚光度太陽電池，需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行冷卻?；诜止獾膹?fù)式電池系統(tǒng)分段式復(fù)式電池聯(lián)級(jí)疊層式復(fù)式電池聚光聯(lián)級(jí)式太陽電池系統(tǒng)的理論效率影響太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的因素（1）禁帶寬度的影響禁帶寬度與太陽電池轉(zhuǎn)化效率曲線（2）溫度的影響溫度每增加一度，電壓下降0.4%，效率也下降同樣的百分?jǐn)?shù)；（3）復(fù)合壽命的影響增加載流子的復(fù)合壽命，可提高太陽電池的短路電流；增加載流子的復(fù)合壽命，暗電流的降低，太陽電池的輸出電壓增加，從而提高了太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。（4）光強(qiáng)的影響單位面積的短路電流與光強(qiáng)成正比，隨入射光的增加而增加。入射光強(qiáng)增加，短路電流增加，增加，太陽電池的轉(zhuǎn)換效率大幅度提高。（5）摻雜濃度及剖面分布的影響隨著的增加，增加，則太陽電池的轉(zhuǎn)化效率提高。摻雜濃