太阳电池的效率

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要判别一个太阳电池性能的好坏，最重要的就是转换效率(h)，转换效率定义为：
http://china-heatpipe.net/up_files/image/2006-10-11/138010.91.gif     其中Pin 为太阳光入射功率，Pm为最大输出功率， Im 与Vm 分别为在最大输出功率时的电流与电压。
5 k2 J6 w" e, W- |# i( v    要如何製造才能提昇太阳电池的转换效率，一直是学术界努力的目标。主要的做法可从下列几个方向著手：
  W0 M8 h4 h* P+ k) R$ L1、将不透光的金属电极作成手指状(finger)或是网状，以减少光线的反射，使大部分的入射阳光都能进入半导体材料中。
; O4 H- i9 Z# N1 D8 G2、将表面製成金字塔型的组织(pyramid texture)结构，并加入抗反射层，以减少光的反射量。
' e4 N7 t' y, R1 ?1 }3、将金属电极埋入基板中，以增加接触面积，减少串联电阻。
4、点接触式太阳电池(point contact cell)，此电池的特点为电极均做在同一面，如此可增加入射光的面积，且易於焊线。
$ ]' S& H: s, S& {5、将太阳电池製成串叠型电池(tandem cell)，把两个或两个以上的元件堆叠起来，能够吸收较高能量光谱的电池放在上层，吸收较低能量光谱的电池放在下层，透过不同材料的电池将光子的能量层层吸收。
    目前实验室所製造出的太阳电池，其转换效率几乎可以达到最佳的水準，只可惜他们的製造过程多半过於复杂，而且价格昂贵并未大量生產。
5 E7 i5 a  c9 f" b1 |+ v2 K0 V# a1 s根据文献的记载，目前各种太阳电池的最高效率为：
1、单晶硅：24.7%
5 w% B8 b4 p6 y5 y2、多晶硅：19.8%
6 e) @8 i) z  \4 O. J% @+ Q3、非晶硅：14.5%
+ R3 j- _: b* _3 u, S% s6 V4、GaAs：25.7%
. M9 W' M( j- C" a2 G5 s5、CIGS：18.8%
+ g. Z) ~; v4 E. [1 ~1 F6、多接面串叠型(InGaP/GaAs//InGaAs, multijunction tandem cell)：33.3%。
    由於材料特性上的限制，对於结晶硅太阳电池的效率，几乎已经达到最佳的水準，要再进一步提升的空间有限，目前比较具有成长潜力的应属多接面的串叠型太阳电池，根据美国能源部的研究人员预测，到达2005年时，多接面的串叠型太阳电池效率将可达到40%以上。

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