硅有一些特别的化学特性，尤其是它的晶体结构。硅 原子 含有 14 个电子，排列在三个不同的核外电子层中。距离原子核近的头两个电子层完全填满。而外层电子则处于半满状态，只有四个电子。这种交-直-交系统显著的特点是在风力发电机和电网之间连接了缓冲电路，在并网时无电流冲击，逆变器不仅可以调节电压、频率，而且可以调节输出功率，是一种稳定的并网方式。硅原子始终会想方设法填满外面的电子层（即希望有八个电子）。为此，它会与相邻硅原子的四个电子共享自身的电子，这就好比每个原子与周围原子握手一样，只是在这种情况下，每个原子有四只手与四个邻居相握。这就形成了晶体结构，该结构对于这种类型的光伏电池具有重要的意义。

现在，我们已经了解了纯晶体硅。纯硅是一种性能很差的导体，回收抵债电池板，因为它的电子不能像铜这样的导体中的电子那样自由移动。硅中的电子被全部锁在晶体结构中。太阳能电池中的硅结构已经过稍稍调整，以便它能作为太阳能电池来工作。

光可分为不同波长，我们可以通过彩虹看出这一点。由于射到电池的光的光子能量范围很广，因此有些光子没有足够的能量来形成电子空穴对。它们只是穿过电池，就像电池是透明的一样。但其他一些光子的能量却很强。直击雷的***途径有两条：一条是上述所说的直接对光伏方阵等放电，使大部分高能雷电流被引入到建筑物或设备、线路上。只有达到一定的能量 —— 单位为电子伏特（ eV ），由电池材料（对于晶体硅，约为 1.1eV ）决定 —— 才能使电子逸出。我们将这个能量值称为材料的带隙能量。如果光子的能量比所需的能量多，则多余的能量会损失掉（除非光子的能量是所需能量的两倍，并且可以创建多组电子空穴对，但这种效应并不重要）。仅这两种效应就会造成电池中 70% 左右的辐射能损失。

为何我们不选择一种带隙很低的材料，以便利用更多的光子？遗憾的是，带隙还决定了电场强度（电压），如果带隙过低，那么在增大电流（通过吸收更多电子）的同时，也会损失一定的电压。请记住，功率是电压和电流的乘积。还有人曾制作出“泥土电池”，利用两个金属片和一堆土，或许还得加上一桶水。带隙能量必须能平衡这两种效应，对于由单一材料制成的电池，这个值约为 1.4 电子伏特。

太阳能电池有一些在任何测试环境都必须测量的重要参数

6 、器件的转换效率 ( η ) ，太阳能电池接到电路时转换（从吸收光至电能）和收集功率的百分比。计算方法是用标准条件（ STC ）和太阳能电池表面积（ Ac， 单位是 m2 ）下的大功率点 Pmax 除以输入光辐照度 (E， 单位是 W/m2)

7 、填充因子 (FF) ，大功率点 Pmax 与开路电压 (Voc) 及短路电流 ( Isc ) 之比

8 、电池的二极管特性

9 、电池的串联电阻

10 、 电池的旁路电阻 太阳能电池开路电压 (Voc) 一般在 3V 至 0.6V 范围，短路电流 ( Isc ) 通常低于 8A 。太阳能电池板通常定义为封装和连接在一起的一个以上电池。研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。太阳能电池板有不同的电压和电流范围，但功率产生能力一般为 50W 至 300W 。太阳能电池和电池板有许多相同的需测参数。

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