一、光伏电池的转化效率很低 天合研制出号称是目前世界上转化效率最高的商业化单晶硅电池、多晶硅电池，转化效率分别为22.9%、20.8%；做成组件的转化效率分别为21.4%和20.76% 。汉能有一款非常高效的薄膜光伏电池，砷化镓电池，转化效率为30.8%。但无论哪种光伏电池，转化效率似乎都没有超过40%！ 二、光伏电池的转化效率为什么这么低？ 要说清楚这个问题，还是要先来看一下STC条件（标准测试条件）。 1）STC条件的解释：STC条件包含三个标准，大气质量（光谱分布）- AM1.5，辐照度 - 1000W/m2，温度：25℃。 测试时保证组件为25℃，所用光源的功率要达到1000W/m2，这两个都好理解。很多人对大气质量（air mass）AM1.5表示难易理解。AM1.5，air mass的直译是大气质量，但其意思并不是大气的重量。 Air Mass的本义是太阳光在不同条件下的光谱分布！即在大气层外各种光，紫外光、可见光、红外光的比例。太阳光以不同角度入射到地球表面上时，比例分布是不一样的。 AM1.5是入射到地球表面上的与地球表面法线夹角为48.2°时的太阳辐射光谱，如图1的蓝色曲线所示。另外一条红色曲线是AM0，表示地球大气层外的太阳辐射光谱。
图1： AM0、AM1.5光谱与能量分布 从图1可以看出，两种光谱的分布大致相同，但也有区别，比如AM0的紫外部分占比比AM1.5要大，这是因为大气层中的臭氧对紫外线的吸收所致，另外，AM1.5曲线中有多处凹陷区域，是因为大气层中的水汽、CO2或其它物质吸收或反射了部分波长的光。AM0条件下不同波段的分布大致如表1所示。 表1：不同波段的辐射能量占比（AM0）
而在AM1.5条件下，紫外部分辐射能量约占2%，可见光部分和红外部分占比基本一样，各约49%。光谱分布为什么会呈现图1所示的图形？这可用黑体辐射理论解释。 自然界中的物体都具有一定的温度，可以对外辐射光线，当物体温度变化时，光谱分配和光的能量也随之改变，比如温度接近室温时，黑体（如人类身体）将会辐射出低功率的电磁波，能量主要分布在低于10μm的波谱段，超出了人类眼睛的可视范围。比如，某区域晚上有人闯入，会被红外探测仪能检测到，就是因为人体辐射了红外线。 |
