由负载额定电源,选取蓄电池公称电压,由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压VF(V),再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压VT(v)及反充二极管P-N结的压降VD(V)所造成的影响,则可计算出太阳能电池阵列的工作电压VP(V),由太阳电池阵列工作电源IP(A)与工作电压VP(V),便可决定平板式太阳能板发电功率WPW,从而设计出太阳能板容量,由设计出的容量WP与太阳能电池阵列工作电压VP,确定硅电池平板的串联块数与并联组数。
基于不同光伏材料和不同结构的诸多类型太阳能电池不断涌现。图1.3为美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)对各类太阳能电池的效率追踪图,每一条曲线都代表一种成熟的或具有较大发展潜力的太阳能电池技术的发展历程,每一个点都蕴含着光伏研究人员的巨大心血。其中,以GaAs单晶电池为代表的单结化合物太阳能电池在117倍聚光下的效率已经达到29.1%,有机聚合物电池实验室效率达到11.5%,染料敏化电池的效率为11.9%,量子点电池的效率近期也得到较为明显的提升,达到了9.9%。值得一提的是钙钛矿电池,其认证的效率已经达到20.1%,发展十分迅速。
光伏材料方面,硅基材料的吸收波段与太阳光谱主要能量波段匹配,且其具有原料丰富、稳定、生产成本低等特点,已经发展成为目前使用最广泛的一类太阳能电池材料。按硅材料的晶体结构,太阳能电池又可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池统称为晶体硅太阳能电池,占据全球太阳能电池市场的绝大部分(市场份额约90%),目前单晶硅太阳能电池的实验室效率已经达到25.6%。