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緒論

光伏學(xué)是一門(mén)利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。早在1839 年，法國(guó)人埃德蒙 貝克勒爾19 歲時(shí)，在他父親的實(shí)驗(yàn)室里第一次論證（證實(shí)了）了光電池的設(shè)計(jì)。然而，對(duì)于這種效用的理解和開(kāi)發(fā)依賴于一些20 世紀(jì)的重要的科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展。一個(gè)是量子力學(xué)的發(fā)展，它是20 世紀(jì)最主要的智力成就之一。另一個(gè)是半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，它對(duì)電子學(xué)革命以及微芯片的擴(kuò)散起著重要的作用。

將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能需要兩個(gè)條件：一是陽(yáng)光，它是最基礎(chǔ)的能量來(lái)源，二是太陽(yáng)能電池，通過(guò)完美地內(nèi)在過(guò)程將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。

本次總結(jié)將以這兩個(gè)方面作為闡述重點(diǎn)。

第一章 光伏發(fā)電原理

1.1、太陽(yáng)光及其輻照度

太陽(yáng)是一個(gè)氣體高溫球體，它的熱量來(lái)源于內(nèi)部的核聚變反應(yīng)。它的內(nèi)部溫度高達(dá)20，000，000K。來(lái)自于太陽(yáng)內(nèi)部的劇烈輻射的能量被接近于它表面的氫離子層吸收。能量的轉(zhuǎn)移是通過(guò)這種方式進(jìn)行的，首先能量通過(guò)光學(xué)屏障（氫離子）轉(zhuǎn)移，然后在太陽(yáng)最外層表面再輻射，這就是我們看到的光球了。

盡管太陽(yáng)表面的光是連續(xù)的，但是由于地球上大氣層的吸收和散射,到達(dá)地球表面的光是不同的。天氣晴朗時(shí)，太陽(yáng)光直射通過(guò)大氣層的距離最短，到達(dá)地球表面的輻照度是最大的。

太陽(yáng)在頭正上方φ 角時(shí)，光程大約是1/cosφ 。這光程通常稱做大氣質(zhì)量。因此大氣質(zhì)量=1/cosφ 。當(dāng)φ =0 時(shí)，大氣質(zhì)量等于1 或AM1 的輻照度。當(dāng)φ =60時(shí)，大氣質(zhì)量等于2 或AM2 的輻照度。AM1.5 是光伏行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)輻照度（相當(dāng)于太陽(yáng)光的角度48.2o）在任何地方大氣質(zhì)量都可以通過(guò)下面公式估算出來(lái)：

式中h 是垂直物體的高度，s 是物體陰影的長(zhǎng)度，如圖1.1 所示。


1.5AM 光譜，總的能量密度接近970W/m2。這個(gè)光譜或1000W/m2 的歸一化光譜是目前用于光伏行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)光譜。后者接近于地球表面獲得的最大能量值。相當(dāng)于歸一化光譜的能量和光通量通過(guò)乘以1000/970 獲得。