关于太阳电池的光谱响应等内容，本文不作介绍，主要从太阳电池的等效电分析太阳电池。详细情况如下 ：    

       B、太阳电池的等效电路

       太阳能电池实际上也是个大的PN结。其理想的等效电路图如下图所示：

       太阳能电池理想的等效电路图相当于一个电流为Iph的恒流电源与一只正向二极管并联。流过二极管的正向电流称为暗电流ID；流过负载的电流为I；负载两端的电压为V。  而在实际的情况下太阳能电池的等效电路因该是如下图所示的：

       电路中可以看到，多了并联电阻Rsh、Rs。  

       串联损失电阻Rs由于正面金属电极与半导体材料的接触电阻、半导体材料的体电阻和电极电阻造成的； 

       并联损失电阻Rsh由于电池边缘漏电流或耗尽区内的复合电流造成的，在Rsh两端的电压为：   Vj =(V+IRS) 

       因此流过并联电阻Rsh的电流为：ISh= (V+IRS) / Rsh 

       根据Kcl，流过负载的电流：I= Iph – ID – Ish  

       C、太阳电池等效电路分析  

       根据上式，I= Iph – ID – ISh    =   Iph – Is(e Vj/UT  -1 )  -  Vj/Rsh                               =   Iph  - Is(e(V+IRs)q/kT - 1) – (V+IRs)/Rsh   

       当负载短路时，V=0 ,  I = Isc , 由于流经二极管的暗电流很小，可忽略，得：                

       Isc = Iph – IscRs/Rsh  ( Isc =  Iph(1+Rs/Rsh) ) ------ Isc总小于Iph 的原因   

       当负载短路时，I =0,    V= Voc  ，得：

       Iph – ID – Ish = 0       Voc = kTln((Iph-Ish/Is)+1) /q     同样，由于流经二极管的暗电流很小，可以忽略，得：

       Voc = kTln((Iph/Is)+1) /q  ≈   kTln(Iph/Is)/q   则电池输出功率：    P =  I V   =   Iph V – Is V( e ( qV/ k T) -1 ) 

       令 ∂P/ ∂V＝ 0   得到：    Im ≈  Iph(1- k T/q Vm)                                     Vm ≈ Voc – k T ln (1+qVm/k T) /q  

       Pm = VmIm   = Iph(Voc- k T ln (1+qVm/k T) /q –  k T/q)  

       FF = =  VmIm/Voc Isc = VmIm/IphVoc = 1 -  k Tln (1+qVm/k T)/q Voc  - k T/q Voc  

       (FF计算针对于理想太阳电池等效电路)  

       FF填充因子是最大功率矩形对Isc * Voc 矩形的比例。  对于太阳电池来说，是个极为重要的参数，它直接反映了太阳电池的质量。由以上电路分析知：太阳电池的串联电阻越小、并联电阻越大，填充因子会越大，反映到太阳电池的电流－电压特性曲线上的曲线接近正方形（如下图所示），此时太阳电池可以实现很高的转换效率：    

       η =  FF Voc Isc / At Pin   (At 太阳电池面积； Pin  其单位面积上的入射率)