3-16 影响太阳能光伏电池转换效率的主要因素有哪些？
太阳能光伏电池的转换效率是指其输出功率与输入功率之比。影响太阳能光伏电池转换效率的因素有很多，但主要为如下几点。
（1）光强 太阳能光伏电池是靠光来发电的，没有光，就没有电能的转换，所以太阳能光伏电池与光有着密切的关系。不仅如此，它还与光的强度也有一定的关系（表3-4）。
表3-4 在不同光强下，太阳能光伏电池的开路电压和短路电流密度对照
从表3-4中可以看出，光的强度弱，开路电压就低，而且短路电流密度也小。反之，光的强度强，开路电压就高，而且短路电流密度也大。因此，光强是影响太阳能光伏电池转换效率的最主要的因素之一。
由于太阳能光伏电池主要靠太阳光发电，太阳光又受综合气候条件影响，所以太阳能电池的转换效率与安装地的综合气候条件有关。因此，使用太阳能光伏电池时，应尽量选择太阳能年辐射总量多的地区，而且使用时，尽量把电池安装在阳光充足的位置。
（2）温度 既然太阳能光伏电池的转换效率是随光强增加而增加的，那是否可以采用聚光系统增加光的辐照度，从而来提高太阳能光伏电池的转换效率呢？如果只考虑光强，情况应该是这样的，因为光强越强，电流越大。可实际上并非如此，因为聚光会使电池的温度升高。一般来说，温度升高，电流会略微增加，但电压会大幅度降低，所以综合考虑电池的整体性能是下降的。随着温度升高，太阳能光伏电池的转换效率就会下降，但不同类型电池的下降幅度是不一样的。一般情况下，晶体硅太阳能光伏电池在20℃时的转换效率为20％左右，当温度升到120℃时的转换效率就仅为12％左右；一个砷化镓（GaAs）太阳能光伏电池，温度每升高1℃，其转换效率就会降低0.2％。不仅如此，温度过高对太阳能光伏电池不利，会使电池的使用寿命缩短，严重时，甚至会使电池报废。因此，温度也是影响太阳能电池转换效率的主要因素之一。
所以，为了能够增加电池的转换效率，使用时，应尽量把电池安装在通风较好的地区。
（3）电阻 物质对电流的阻碍作用称为该物质的电阻。不管是导体，是绝缘体，还是半导体都有一定的电阻，只不过有的电阻大，有的电阻小而已。太阳能电池也不例外，也存在着电阻。电阻是耗能的，在电路中通常起分压、分流的作用。电流经过时，电阻起阻碍作用，使部分电能在电池里消耗，使电池发热。也就是说，由于电阻的作用，电能在电池里产生了内耗，变为热能。电阻是耗能的，它会使电池的转换效率降低，因此，它也是影响太阳能光伏电池转换效率的主要因素之一。电池的来源是多方面的，有来自引线的，有来自金属栅的，也有来自电池体的。但通常情况下，还是来自金属栅的电阻影响较大。金属栅的电阻是电极与硅面的接触产生的。电极与硅面的接触是金属与半导体的接触，也可简称为金半接触，这种金半接触极易出现附加阻抗（也就是电阻）。在等效电路图中，电极与硅面接触的电阻是以电阻RS来表示的。从太阳能光伏电池等效电路图中可以清楚地看出，太阳能光伏电池的串联电阻（RS）越小越好，越接近理想的太阳能光伏电池。
因此，我们生产太阳能光伏电池时，一定要想方设法地把电极与硅面的接触处理好，尽量减少金属-半导体接触产生的电阻，使其接触达到欧姆接触的标准，从而减少对太阳能光伏电池转换效率的影响。
（4）金属栅对光的遮挡 太阳能光伏电池依靠光来发电，接收的光越多，产生的电能就越多。太阳能光伏电池接收光的多少与电池的受光面有关，受光面越大，接收的光就越多。在太阳能光伏电池的前表面上有许多金属栅线（上电极），这些金属栅线是不透光的。这些金属栅线占据了电池的部分表面，遮挡了光线，使电池的受光面大大减少，从而影响了太阳能光伏电池的转换效率，因此，金属栅也是影响太阳能光伏电池转换效率的主要因素之一。
为了增加电池的转换效率，金属栅线应做得尽量细小，这样，它占有的面积才能小，太阳能光伏电池的受光面才能增加，太阳能光伏电池的转换效率才能得到提高。
（5）光反射 光照射在太阳能光伏电池表面，并非所有的光都能被太阳能光伏电池吸收，有一部分光在吸收前被反射。这样一来，就使太阳能光伏电池产生的电能减少，因此光反射也是影响太阳能光伏电池转换效率的主要因素之一。
为了增加电池的转换效率，生产太阳能光伏电池时，应在电池表面制绒和蒸镀减反膜，从而增加光的入射，减小光的反射。
（6）电池的材料 不同的材料对光的吸收系数、禁带宽度、量子效率都不同，因此电池效率也不同。纯度6N的多晶硅太阳能光伏电池比纯度5N的多晶硅太阳能光伏电池效率要高得多；同样的工艺条件，单晶硅太阳能光伏电池就比多晶硅太阳能光伏电池的转换效率高。再有，单晶硅和多晶硅对光的吸收系数远小于非晶硅，所以非晶硅太阳能光伏电池厚度仅为单晶硅的多晶硅厚度的1％，即可较好吸收太阳光。因此，电池的材料也是影响太阳能光伏电池转换效率的一个最主要的因素之一。
为了能够增加电池的转换效率，生产太阳能光伏电池时，应尽量选择好的电池材料。对于晶体硅太阳能光伏电池，应尽量选择高纯度的多晶硅和缺陷少甚至无缺陷的单晶硅为原料。
（7）工艺水平 不同的工艺水平，电池的效率自然也不同，原材料几乎都一样，生产的电池效率却差别很大，原因就在这。工艺水平自然和设备水平有着重要的关系，一般来说设备越是先进，工艺就越优秀，生产的电池效率就越高。典型的例子就是SiN：H减反膜以及倒金字塔结构，一块电池如果不采用这两种工艺，效率差别就会很大（大概8％左右）。除了设备之外，还有人的因素。只有严格按照操作规程行事，认真地完成每道工序，才能生产出转换效率高的太阳能光伏电池。因此，工艺水平也是影响太阳能光伏电池转换效率的一个最主要的因素。
生产太阳能光伏电池，应不断改进生产工艺，提高太阳能光伏电池的转换效率，降低电池的生产成本。只有这样，太阳能光伏电池才能得到发展，才能得到广泛的应用。