绪论

光伏学是一门利用太阳能电池将太阳光直接转化为电能的一种技术。早在1839 年，法国人埃德蒙 贝克勒尔19 岁时，在他父亲的实验室里第一次论证（证实了）了光电池的设计。然而，对于这种效用的理解和开发依赖于一些20 世纪的重要的科学和技术的发展。一个是量子力学的发展，它是20 世纪最主要的智力成就之一。另一个是半导体技术的发展，它对电子学革命以及微芯片的扩散起着重要的作用。

将太阳光转换为电能需要两个条件：一是阳光，它是最基础的能量来源，二是太阳能电池，通过完美地内在过程将阳光转化为电能。

本次总结将以这两个方面作为阐述重点。

第一章 光伏发电原理

1.1、太阳光及其辐照度

太阳是一个气体高温球体，它的热量来源于内部的核聚变反应。它的内部温度高达20，000，000K。来自于太阳内部的剧烈辐射的能量被接近于它表面的氢离子层吸收。能量的转移是通过这种方式进行的，首先能量通过光学屏障（氢离子）转移，然后在太阳最外层表面再辐射，这就是我们看到的光球了。

尽管太阳表面的光是连续的，但是由于地球上大气层的吸收和散射,到达地球表面的光是不同的。天气晴朗时，太阳光直射通过大气层的距离最短，到达地球表面的辐照度是最大的。

太阳在头正上方φ 角时，光程大约是1/cosφ 。这光程通常称做大气质量。因此大气质量=1/cosφ 。当φ =0 时，大气质量等于1 或AM1 的辐照度。当φ =60时，大气质量等于2 或AM2 的辐照度。AM1.5 是光伏行业的标准辐照度（相当于太阳光的角度48.2o）在任何地方大气质量都可以通过下面公式估算出来：

式中h 是垂直物体的高度，s 是物体阴影的长度，如图1.1 所示。


1.5AM 光谱，总的能量密度接近970W/m2。这个光谱或1000W/m2 的归一化光谱是目前用于光伏行业的标准光谱。后者接近于地球表面获得的最大能量值。相当于归一化光谱的能量和光通量通过乘以1000/970 获得。