太阳能光伏电池的类型
市场上有许多不同类型的太阳能光伏电池，但主要分为三种主要类型。
- 单晶硅太阳能光伏（单晶硅太阳能电池）
- 多晶硅太阳能光伏（多晶硅太阳能电池）
- 薄膜太阳能电池（TFSC）
有关每种细胞类型的更多信息可以在我们的另一篇文章中找到： 光伏 – 收获太阳的力量
在消费市场中，大多数家用太阳能光伏板都是单晶或多晶型。这两款太阳能光伏电池在市场上都非常成熟，成本已降至每瓦近0.30美元，且价格实惠。
由单一大型人造硅晶体制造的最高纯度硅太阳能光伏电池的单晶硅太阳能光伏已知比多晶硅太阳能光伏表现更好。近年来，制造工艺和涂层有所改善，使得两种晶体在竞争中相当匹配，单晶硅在效率上稍微领先，但成本更高。在温暖的温度和低光照条件下，单晶也表现稍好。
太阳能光伏电池正在世界各地的不同公司制造。目前中国生产的太阳能光伏电池正在占据市场。自2015年至今，中国是世界上最大的光伏发电生产国，并且持续增长。
太阳能光伏电池的效率
重要的是要知道，没有100％效率的太阳能光伏板。正常商用太阳能电池板是单结硅品种（单晶硅和多晶硅光伏）在标准测试条件下最多只能有33％的效率。它被称为Shockley Queisser效率限制。这个限制主要是由于并非来自太阳光的所有光子都被捕获，较低能量的光子未被吸收，较高能量的光子被吸收，而是多余的能量作为热量损失。由于电线的电阻，玻璃和太阳能光伏表面和内部反射，硅光伏表面上的电极占据的空间以及半导体中的热引起的耐受性，太阳能光伏的实际效率将具有比33％低的效率。采用与传统硅不同的材料的薄膜光伏，以及具有多结“堆叠”的更新面板将具有更高的理论效率。
在单结硅太阳能电池中可以接受能量大于1.12eV的光子，任何超过1.12eV的光子能量都会转为热量被浪费掉。在多结太阳能电池中，不同的半导体可以收集不同能级的光子，从而提高总效率。
当比较两种不同类型（例如单晶硅和多晶硅）的类似额定功率的太阳能光伏组件时，您必须知道两个相同瓦数的额定面板会产生接近相似的功率，但效率较低的面板（如多晶硅）将会比高效面板（如单晶硅）需要更多的空间。如果空间不是问题，多晶便宜可以成为消费者的不错选择。
太阳能光伏电池板的标称电压
术语“标称”被认为是事实上的价值或公认的估计，通常根据其目的进行分组以便于识别和分类。它与具有确切价值的“实际”价值不同。例如在家用电力线中，它可以是120伏或240伏标称系统，但实际值可以在±5-10％之间变化，取决于负载，发电能力和其他因素。
我们还使用标称电压对电池式太阳能设备进行分类。因为需要更高的电压来给电池充电。基于电池的太阳能光伏系统中使用的两种常用标称值是12伏和24伏。为了便于对太阳能光伏板进行分类，我们总是说这是一个12V面板或24V面板。
36光伏电池单元結合的标称12V面板实际上具有大约22V的开路电压（Voc）和大约17V的最大功率电压（Vmp）。加倍的是，72光伏电池单元結合的标称24V面板实际电压上具有约44V的Voc和约36V的Vmp。
其他变型例如32光伏电池单元結合太阳能光伏电池板具有接近14.7-15伏的开路电压，这有利于铅酸电池的直接充电直至其满容量。 48单元太阳能光伏电池板将具有22伏的开路电压，其中需要充电控制器来防止12伏电池的过度充电。
在并网系统或MPPT充电控制器中，标称电压不重要，而是考虑开路电压。这是因为您可以串联数面太阳能光伏电池板并在更高电压（例如45V，150V，600V）下运行MPPT或并网系统。
在太阳能光伏需要注意的事项
开路电压（Voc – Open Circuit Voltage）是太阳能光伏电池板在没有任何负载标准测试条件下可以产生的最高电压。该电压可以更高或更低取决于与25摄氏度的标准测试条件不同的温度。
在选择逆变器和充电控制器时，Voc将非常重要，您不希望太阳能光伏电池板产生比推荐范围更高的电压损害逆变器和充电控制器的精巧电子设备，尤其是当您决定将面板串联以产生更高电压。
由于Voc随温度变化，因此您可能需要考虑不在标准测试条件中的较凉爽天气（例如冬季）产生的额外电压。尝试环视数据表，其图表中提到几种不同温度下的Voc，注意您的区域在计算中可能遇到的最低温度，以确保其不超过推荐的逆变器和充电控制器的电压输入。
短路电流（Isc – Short Circuit Current）是太阳能光伏电池板通过产生短路（通过在面板输出端直接连接安培表）而产生的最大安培数（电流）。
这对应于在标准测试条件下可以通过太阳能电池的最大电流。当选择多个太阳能光伏电池板进行串联放置时，务必要确保Isc类似，以防止与其他较高电流面板配合使用时较低Isc的面板过载（短路）。
最大功率电压（Vmp – Voltage at Maximum Power）是太阳能电池板产生最大功率时的电压。
最大功率下的电流（Imp – Current at Maximum Power）是太阳能电池板产生最大功率的电流输出。
在标准测试条件下，Vmp和Imp都能够计算面板的最大瓦数功率。
太阳能电池板的性能可以用电流 – 电压曲线来解释。它也可以在制造商的数据表中找到。
它从电流最大,但电压为零的短路电流（Isc）开始。随后，电流保持与电压上升相同，直到进一步升高的电压将显示电流下降，直到电流为零时,达到开路电压（Voc）。最大功率下的电压（Vmp）与最大功率下的电流（Imp）相对应的最佳点是最大功率点。
太阳能光伏电池尺寸和太阳能光伏板输出
太阳能光伏电池板是由串联放置的太阳能光伏电池组件结合。每个太阳能电池通常可以生产0.5伏特（〜0.46V）的电压差的开路电压（没有任何负载），短路电流为3安培。然而，这取决于所使用的太阳能晶圆的尺寸。由于电流通过的半导体面积较小，较小的太阳能光伏将具有较低的电流额定值。
不同尺寸的太阳能光伏电池将具有不同的电流额定值，这决定了每个电池的功率输出。与太阳能光伏电池板结合使用时，一系列连接成串的太阳能光伏电池提升电压，但额定电流保持不变。
偶尔我们可以看到具有紧密的小半片太阳能电池结合的较小面板（矩形形状的电池而不是方形电池）。这些面板的目标是以更小的封装形式提供更高的电压输出，但电流量减少，因此功率更低。
有时您可能会遭遇两个相同的瓦数面板，但不同的单元尺寸和单元数量。与具有较低太阳能电池单元数量的较大太阳能电池单元尺寸的面板（因此较低的电压但较高安培数）相比，小太阳能电池单元尺寸的面板将具有更多的太阳能电池单元数量（因此更高的电压但较低安培数）。较低的单元数面板通常是面板用于较低标称的系统（例如36个单元用于12伏标称系统，而60个单元用于20伏标称系统）。事实上，两块相同功率的面板的表面面积几乎相同。
除了上面提到的两种标准太阳能光伏尺寸之外，还有其他尺寸可用，取决于可用于太阳能接触的表面积和用于操作的所需标称电压。太阳能硅片可根据需要切成不同的尺寸。
在便携式设备中，标称电压为5伏，这是USB连接器的标称电压。因此为了有效地产生5伏额定电压，所需的光伏电池数量将是10个（每个电池0.5伏）。然而，具有10个常规尺寸光伏电池将占据大的表面积，并且因此为了便携性，光伏电池尺寸大大减小，并且因此安培数也大大降低。请记住，无论大小如何，每个光伏电池都会产生〜0.5伏的电压，但更小的尺寸可以降低安培数，从而降低瓦数。一个很好的例子是带有太阳能电池板的便携式USB电池组。
选择一个太阳能光伏板
选择太阳能光伏电池板时，选择优质的光伏电池板非常重要，因为即使几十年后，好的太阳能光伏电池板仍将继续发电。一些40年前开始使用的太阳能光伏电池板现在仍在继续生产电力。太阳能光伏电池板的常见故障是面板框架降解生锈，和太阳能光伏电池劣化导致密封不良，水和湿气进入光伏电池硅层。
由于太阳能光伏板寿命很长，因此它被认为是最好的可再生资源之一。在电力成本方面，它可以在几年时间内收回投资。更重要的是，在其整个使用寿命期间运行时的零碳排放量可以“补偿”在几年内制造它的初始能源成本。 （制造太阳能光伏系统的上游过程将在太阳能光伏生命周期中产生80％-95％的排放，其碳足迹估计为每千瓦时12克，使用薄膜的设备和晶体硅面板的每千瓦时24克。建设的过程不免碳排放，但从长远来看，它仍然比继续燃烧发电中的化石燃料要好。）
一个好的太阳能光电板显然会带来很好的担保，这可以是性能保证或设备保证。性能保证通常会保证10年内至少90％的电产量和25年内至少80％的电产量。设备保修通常保证10 – 12年没有设备故障。这可以保护消费者免受制造缺陷和过早磨损等问题的困扰。
一个好的太阳能光伏板将有一个高质量的框架和保护玻璃。该框架通常由耐用且耐腐蚀的阳极氧化铝制成。面板前面的玻璃通常是钢化玻璃，可抵抗应力下的破坏。太阳能光伏电池通常是紧密包装和夹层，以防止空气和湿气泄漏，腐蚀电池上的电极。
一个好的太阳能光伏电池板很重要，因为它可以放置在屋顶或户外，在阳光下和雨水中呆了几十年，但需要十年才能满足发电的期望。而且，低质量的面板会影响太阳能光伏系统的整体效率。太阳能光伏投资的回报是以发电为代价的，因此快速退化的太阳能板将会降低投资的实际回报。
下一章 >> 了解太阳能光伏在高温下的性能