關(guān)于光伏組件，有一個非常重要的參數(shù)就是轉(zhuǎn)換效率。光伏組件轉(zhuǎn)換效率，簡單來說就是光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的能力， 也就是光伏組件的發(fā)電能力， 輸出的電能。這一參數(shù)直接決定了組件發(fā)電能力的好與壞，因此十分有必要進(jìn)行了解。

一、光電轉(zhuǎn)換效率的定義

光電轉(zhuǎn)換是通過光伏效應(yīng)把太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的過程。這一過程的原理是光子將能量傳遞給電子使其運動從而形成電流。這一過程有兩種解決途徑，最常見的一種是使用以硅為主要材料的固體裝置，另一種則是使用光敏染料分子來捕獲光子的能量。染料分子吸收光子能量后將使半導(dǎo)體中的帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴分離。

光電轉(zhuǎn)化效率，即入射單色光子-電子轉(zhuǎn)化效率(用英文縮寫IPCE表示)，定義為單位時間內(nèi)外電路中產(chǎn)生的電子數(shù)Ne與單位時間內(nèi)的入射單色光子數(shù)Np之比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式:

IPCE=1240Isc/(lPin)

其中Isc、l和Pin所使用的單位分別為μAcm-2、nm和Wm-2。

二、效率的計算方法

在照射強(qiáng)度1000M/cm2:太陽能工作溫度25℃±2℃的情況下，最大輸出功率除以日照強(qiáng)度乘以太陽能電池板吸收光面積乘以100%。

實際上，光伏組件的轉(zhuǎn)換效率受到光伏組件的材質(zhì)類型、光照時間、光照強(qiáng)度、安裝角度、表面清潔程度、電池衰減程度等等諸多因素的影響。

三、各類太陽能電池組件轉(zhuǎn)換效率對比

綜合太陽能電池組件轉(zhuǎn)換效率、技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝成熟度、市場占有率等因素，對于大型并網(wǎng)光伏電站來說，目前常用的組件類型大體可以劃分為晶硅類組件和非晶硅類組件。晶硅類組件又分為單晶硅和多晶硅。非晶硅類組件主要為薄膜類組件。

下面簡單分析一下各類光伏電池組件的轉(zhuǎn)化率情況:

1、單晶硅太陽能電池組件

單晶電池組件是目前市場上常見的高效率電池組件。單晶產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)工藝及技術(shù)突破決定了其擁有較完美的晶格，能更好地吸收光照，具有較高的轉(zhuǎn)換效率。對于單晶太陽能電池組件來講，隆基PERC高效單晶電池效率已突破23%,創(chuàng)世界最高紀(jì)錄。普通單晶組件的轉(zhuǎn)換效率也在18%以上，這是所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的。

隨著技術(shù)的不斷成熟，單晶組件的價格已與多晶相差不多。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進(jìn)行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達(dá)20年，最高可達(dá)30年。

2、多晶硅太陽能電池組件

相比于單晶電池，多晶電池的硅片是多個微小的單晶組合，中間有大量的晶界，包含了很多的缺陷，它實際上是一個少子復(fù)合中心，因此降低了多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率。目前常規(guī)電池線上，多晶電池效率約在16%左右。

圖一 單晶硅與多晶硅組件圖例

3、薄膜太陽能電池組件

經(jīng)過幾年的快速發(fā)展，單結(jié)非晶硅薄膜電池的實驗室效率可達(dá)12.7%左右，微晶硅多結(jié)電池效率實驗室效率可達(dá)13.4%，碲化鎘CdTe薄膜電池的實驗室光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)16%，商業(yè)化電池效率平均為8%-10%。銅銦鎵硒的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)14%。

二 薄膜太陽能電池板示例圖

然而，對比晶硅類組件，薄膜太陽能電池組件的主要問題是光電轉(zhuǎn)換效率低，要轉(zhuǎn)化出等量的電能所需的薄膜電池組件面積巨大。另外，薄膜電池組件還存在穩(wěn)定性差的劣勢，其能量轉(zhuǎn)換效率隨著輻照時間的延長而變化，這些缺點是薄膜電池組件廣泛應(yīng)用的最大阻礙。

上面針對市面上的三大類光伏組件的轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行的分析不難看出，晶硅類組件轉(zhuǎn)化率明顯比薄膜類組件的轉(zhuǎn)換效率高且穩(wěn)定。而單晶硅組件則明顯比多晶硅組件轉(zhuǎn)換效率高且更為穩(wěn)定。對于光伏電站組件的選型，應(yīng)結(jié)合工程的具體情況，進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，最終確定合適與本光伏電站的最佳電池組件選型。

原標(biāo)題：太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換效率是怎么回事?