6.7　光伏电池性能

很多因素都会影响光伏电池的效率，其中一些是制造过程中固有的，而另一些则取决于运行条件。运行条件对光伏电池的影响将在6.8节进行阐述。

6.7.1　效率

光伏电池的效率为入射到电池的功率和电池产生的功率之比。在理想情况下，所有入射的能量都可以转化为电能，但是现实中，此种情况无法实现。图6.11的饼图展示了光伏电池的典型损耗。损失导致了整体的转换效率约为17%，即为光伏电池的转化效率。商用硅电池的平均转化效率约为14%～17%，而实验室环境下则可以获得24%的转化效率。电池转化效率的提高是目前的研究热点。

图6.11　光伏电池的典型损耗

商用电池受制造商技术影响，其转化效率在12%到20%以上变化。不同的损失因素总结见表6.1。

表6.1　光伏电池效率不同损失因素总结

6.7.2　填充因子

填充因子FF反映了光伏电池及电路中串联电阻和分流电阻的大小。填充因子是最大功率与短路电流Isc和开路电压Uoc的乘积的比值，是表征光伏电池性能的运行指标。

填充因子的减少预示着电池可能发生了问题。填充因子的计算公式为

典型的填充因子值范围为0.6～0.7。

填充因子的一个更重要的应用是决定了组件在弱光条件下的性能。如果填充因子高，那么意味着组件的I-U曲线相当平滑，如图6.12和图6.13所示。

可以看出，如果填充因子较小（图6.13），当辐射较弱时，模块I-U特性显示电池没有充电，这是因为电压没有在电池充电所需的电压范围之内。

图6.12　带有高填充因子的光伏组件示例

图6.13　带有低填充因子的组件示例

因此在辐射总是很低的区域选择光伏组件时，填充因子可能会很重要。