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关于光伏组件，有一个非常重要的参数就是转换效率。光伏组件转换效率，简单来说就是光伏组件将太阳能转化为电能的能力， 也就是光伏组件的发电能力， 输出的电能。这一参数直接决定了组件发电能力的好与坏，因此十分有必要进行了解。 一、光电转换效率的定义 光电转换是通过光伏效应把太阳辐射能直接转换成电能的过程。这一过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。 光电转化效率，即入射单色光子-电子转化效率（用英文缩写IPCE表示），定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比。其数学表达式见公式： IPCE=1240Isc/（lPin） 其中Isc、l和Pin所使用的单位分别为μAcm-2、nm和Wm-2。 二、效率的计算方法 在照射强度1000M/cm2：太阳能工作温度25℃±2℃的情况下，最大输出功率除以日照强度乘以太阳能电池板吸收光面积乘以100%。 实际上，光伏组件的转换效率受到光伏组件的材质类型、光照时间、光照强度、安装角度、表面清洁程度、电池衰减程度等等诸多因素的影响。 三、各类太阳能电池组件转换效率对比 综合太阳能电池组件转换效率、技术水平、生产工艺成熟度、市场占有率等因素，对于大型并网光伏电站来说，目前常用的组件类型大体可以划分为晶硅类组件和非晶硅类组件。晶硅类组件又分为单晶硅和多晶硅。非晶硅类组件主要为薄膜类组件。 下面简单分析一下各类光伏电池组件的转化率情况： 1、单晶硅太阳能电池组件 单晶电池组件是目前市场上常见的高效率电池组件。单晶产业链的生产工艺及技术突破决定了其拥有较完美的晶格，能更好地吸收光照，具有较高的转换效率。对于单晶太阳能电池组件来讲，隆基PERC高效单晶电池效率已突破23%,创世界最高纪录。普通单晶组件的转换效率也在18%以上，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。 随着技术的不断成熟，单晶组件的价格已与多晶相差不多。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达20年，最高可达30年。 2、多晶硅太阳能电池组件 相比于单晶电池，多晶电池的硅片是多个微小的单晶组合，中间有大量的晶界，包含了很多的缺陷，它实际上是一个少子复合中心，因此降低了多晶硅电池的转换效率。目前常规电池线上，多晶电池效率约在16%左右。 图一 单晶硅与多晶硅组件图例 3、薄膜太阳能电池组件 经过几年的快速发展，单结非晶硅薄膜电池的实验室效率可达12.7%左右，微晶硅多结电池效率实验室效率可达13.4%，碲化镉CdTe薄膜电池的实验室光电转换效率可达16%，商业化电池效率平均为8%-10%。铜铟镓硒的转换效率可达14%。 二 薄膜太阳能电池板示例图 然而，对比晶硅类组件，薄膜太阳能电池组件的主要问题是光电转换效率低，要转化出等量的电能所需的薄膜电池组件面积巨大。另外，薄膜电池组件还存在稳定性差的劣势，其能量转换效率随着辐照时间的延长而变化，这些缺点是薄膜电池组件广泛应用的最大阻碍。 上面针对市面上的三大类光伏组件的转换效率进行的分析不难看出，晶硅类组件转化率明显比薄膜类组件的转换效率高且稳定。而单晶硅组件则明显比多晶硅组件转换效率高且更为稳定。对于光伏电站组件的选型，应结合工程的具体情况，进行相应的技术经济比较分析，最终确定合适与本光伏电站的最佳电池组件选型。 |
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