太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體為例描述光發電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。

　　當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了越遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。

　　太陽能電池的基本特性

　　太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的性能參數、太陽能電池的伏安特性三個基本特性。具體解釋如下

　　1、太陽能電池的極性

　　硅太陽能電池的一般制成P+/N型結構或N+/P型結構，P+和N+，表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電類型；N和P，表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電類型。太陽能電池的電性能與制造電池所用半導體材料的特性有關。

　　2、太陽電池的性能參數

　　太陽電池的性能參數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些參數是衡量太陽能電池性能好壞的標志。

　　3　太陽能電池的伏安特性

　　P-N結太陽能電池包含一個形成于表面的淺P-N結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽光譜時，能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg，大于Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設計和制造過程中，必須考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。

[$page]　　有關太陽電池的性能參數

　　1、開路電壓

　　開路電壓UOC：即將太陽能電池置于100 mW/cm2的光源照射下，在兩端開路時，太陽能電池的輸出電壓值。

　　2、短路電流

　　短路電流ISC：就是將太陽能電池置于標準光源的照射下，在輸出端短路時，流過太陽能電池兩端的電流。

　　3、大輸出功率

　　太陽能電池的工作電壓和電流是隨負載電阻而變化的，將不同阻值所對應的工作電壓和電流值做成曲線就得到太陽能電池的伏安特性曲線。如果選擇的負載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積最大，即可獲得最大輸出功率，用符號Pm表示。此時的工作電壓和工作電流稱為最佳工作電壓和最佳工作電流，分別用符號Um和Im表示。

　　4、填充因子

　　太陽能電池的另一個重要參數是填充因子FF，他是最大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積之比。

　　FF 是衡量太陽能電池輸出特性的重要指標， 是代表太陽能電池在帶最佳負載時， 能輸出的最大功率的特性，其值越大表示太陽能電池的輸出功率越大。FF 的值始終小于l。實際上，由于受串聯電阻和并聯電阻的影響，實際太陽能電池填充因子的值要低于上式所給出的理想值。串、并聯電阻對填充因子有較大影響。串聯電阻越大，短路電流下降越多，填充因子也隨之減少的越多；并聯電阻越小，這部分電流就越大，開路電壓就下降的越多，填充因子隨之也下降的越多。

　　5、轉換效率

　　太陽能電池的轉換效率指在外部回路上連接最佳負載電阻時的最大能量轉換效率，等于太陽能電池的輸出功率與入射到太陽能電池表面的能量之比。太陽能電池的光電轉換效率是衡量電池質量和技術水平的重要參數，他與電池的結構、結特性、材料性質、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環境變化等有關。