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緒論

光伏學(xué)是一門利用太陽能電池將太陽光直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。早在1839 年，法國人埃德蒙 貝克勒爾19 歲時，在他父親的實驗室里第一次論證（證實了）了光電池的設(shè)計。然而，對于這種效用的理解和開發(fā)依賴于一些20 世紀的重要的科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展。一個是量子力學(xué)的發(fā)展，它是20 世紀最主要的智力成就之一。另一個是半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，它對電子學(xué)革命以及微芯片的擴散起著重要的作用。

將太陽光轉(zhuǎn)換為電能需要兩個條件：一是陽光，它是最基礎(chǔ)的能量來源，二是太陽能電池，通過完美地內(nèi)在過程將陽光轉(zhuǎn)化為電能。

本次總結(jié)將以這兩個方面作為闡述重點。

第一章 光伏發(fā)電原理

1.1、太陽光及其輻照度

太陽是一個氣體高溫球體，它的熱量來源于內(nèi)部的核聚變反應(yīng)。它的內(nèi)部溫度高達20，000，000K。來自于太陽內(nèi)部的劇烈輻射的能量被接近于它表面的氫離子層吸收。能量的轉(zhuǎn)移是通過這種方式進行的，首先能量通過光學(xué)屏障（氫離子）轉(zhuǎn)移，然后在太陽最外層表面再輻射，這就是我們看到的光球了。

盡管太陽表面的光是連續(xù)的，但是由于地球上大氣層的吸收和散射,到達地球表面的光是不同的。天氣晴朗時，太陽光直射通過大氣層的距離最短，到達地球表面的輻照度是最大的。

太陽在頭正上方φ 角時，光程大約是1/cosφ 。這光程通常稱做大氣質(zhì)量。因此大氣質(zhì)量=1/cosφ 。當(dāng)φ =0 時，大氣質(zhì)量等于1 或AM1 的輻照度。當(dāng)φ =60時，大氣質(zhì)量等于2 或AM2 的輻照度。AM1.5 是光伏行業(yè)的標準輻照度（相當(dāng)于太陽光的角度48.2o）在任何地方大氣質(zhì)量都可以通過下面公式估算出來：

式中h 是垂直物體的高度，s 是物體陰影的長度，如圖1.1 所示。


1.5AM 光譜，總的能量密度接近970W/m2。這個光譜或1000W/m2 的歸一化光譜是目前用于光伏行業(yè)的標準光譜。后者接近于地球表面獲得的最大能量值。相當(dāng)于歸一化光譜的能量和光通量通過乘以1000/970 獲得。