太陽能光伏電池（簡稱光伏電池），用于把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。目前地面光伏系統(tǒng)大量使用的是以硅為基底的硅太陽能電池，可分為單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池。在能量轉(zhuǎn)換效率和使用壽命等綜合性能方面，單晶硅和多晶硅電池優(yōu)于非晶硅電池。多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率低，但價格更便宜。

按照應用需求，太陽能電池經(jīng)過一定的組合，達到一定的額定輸出功率和輸出的電壓的一組光伏電池，叫光伏組件。根據(jù)光伏電站大小和規(guī)模，由光伏組件可組成各種大小不同的陣列。光伏組件，采用高效率單晶硅或多晶硅光伏電池、高透光率鋼化玻璃、tedlar、抗腐蝕鋁合多邊框等材料，使用先進的真空層壓工藝及脈沖焊接工藝制造。即使在最嚴酷的環(huán)境中也能保證長的使用壽命。組件的安裝架設十分方便。組件的背面安裝有一個防水接線盒，通過它可以十分方便地與外電路連接。對每一塊太陽電池組件，都保證20年以上的使用壽命。

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學效應原理工作的太陽能電池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴--電子對。在p-n結電場的用途下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

1光伏電池模型及輸出特性

1.1光伏電池的數(shù)學模型

在光照強度和環(huán)境溫度一按時，光伏電池既非恒壓源，也非恒流源，也不可能為負載供應任意大的功率，是一種非線性直流電源。其等效電路如圖1所示。圖1中，UJ為PN結電壓，Id為光伏電池在無光照時的飽和電流，Id=Io{EU+IRS）nKT-1}。一個理想的太陽能電池，由于串聯(lián)電阻RS很小，旁路電阻Rsh很大，所以在進行理想電路的計算時，它們均可忽略不計。由圖1的太陽能光伏電池等效電路得出：I=Iph-I0［eq（U+IRS）nKT-1］-U+IRRssh（1）式中，I為光伏電池輸出電流;I0為PN結的反向飽和電流;Iph為光生電流;U為光伏電池輸出電壓;q為電子電荷，q=1.6伊10-19C;k為波爾茲曼常數(shù)，k=1.38伊10-23J/K;T為熱力學溫度;n為N結的曲線常數(shù);Rs，Rsh為光伏電池的自身固有電阻。

圖1光伏電池等效電路

1.2光伏電池電氣特性

光伏電池的輸出特性重要通過I-U和P-U特性曲線來加以體現(xiàn)，如圖2所示。

圖2光伏電池的I-U和P-U特性曲線

從圖2中可以看出，光伏電池的輸出特性曲線與工作環(huán)境的光照、溫度等因素有著密切的關系，且具有明顯的非線性特性，在一定的光照及溫度條件下，電池具有唯一的最大功率點，所以為了實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率的最大化，要對光伏電池的輸出功率進行最大功率點跟蹤。