上海大学通讯工程专业　黄顶棚



太阳电池的效率

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本文主要围绕太阳能电池效率的估量和计算进行讨论，从热力学、固体物理学以及肖克莱等人提出的太阳电池效率理论阐述效率极限的估算方法及相关理论知识，分析总结一些导致太阳能电池效率下降的因素，使广大初学者简要了解太阳电池的效率问题。

太阳电池 热力学效率 固体物理学效率 影响因素

一、前言

绿色能源的开发利用日益受到各个国家的重视，尤其是能源短缺的国家。绿色能源指不排放污染物的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等能源。笔者对所学知识进行总结，并让更多初学者能够了解绿色能源。本文结合相关文献，简要分析太阳能电池的效率问题及影响因素。

二、热力学效率

热力学关于效率极限的研究发现不同限制条件下的电池效率极限：

1.卡诺效率

卡诺效率来自卡诺循环（Carnot cycle），包括等温吸热、绝热膨胀、等温放热、绝热压缩四个理想可逆过程的热力循环，给出两个热源之间理想热量传递的效率极限。

2. CА效率

CА循环（Curzon-Аhlborn cycle）是基于卡诺循环在热源之间有限速率、时间上热交换的不可逆情况下，热源间存在损失时的最佳效率。

3.朗斯堡极限效率

朗斯堡极限（Landsberg limit）效率在卡诺极限的基础上增加工作温度下向外辐射的能量流和熵流。

三、固体物理学效率

禁带宽度（Band gap，Eg）指导带的最低能级与价带的最高能级之间的能量差。……