太阳能电池关于温度的综述

E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4241 / 42关于硅和砷化镓太阳能电池组件在热性能方面的综述摘要：本综述总结了近年来在结晶和非晶硅太阳能电池组件领域获得的温度性能。它给出了一个通用的结果分析和评论的应用程序构建集成光伏(PV)热系统,将光能转化成电能,热能等。空气冷却和水冷却以及“混合式”光伏热太阳能收集器也被提及到。本文还包括非晶硅太阳能模块在塑料薄膜,薄膜太阳能电池等方面的灵活应用以及对将来这方面的展望。其主要包括对光伏模块传热机制的实验结果的分析。关键词：太阳能电池；光伏；太阳能；能量转换；混合系统目录1. 介绍4081.1太阳能电池早期研究的回顾4081.2半导体硅和砷化镓的温度上限 4102.高温太阳能电池和组件的影响：理论背景4112.1.热对硅太阳能电池的输出参数的影响411E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4242 / 422.2.硅太阳能电池的温度系数4112.2.1短路电流4112.2.2.暗电流4122.2.3.开路电压4122.2.4.输出功率4122.3.照明光源对输出参数的影响4133.光伏热电混合太阳能系统 4133.1.空气冷却4143.2.水冷却4143.2.1.冷却组件中的输出温度4143.2.2.基于单晶硅太阳能电池利用高分子吸收板制成的光伏热吸收器 4143.2.3.光伏组件的传热机制4174.光伏建筑一体化系统4174.1.光伏建筑一体化通风结构4194.2. 塑料薄膜非晶硅太阳能电池组件集成到建筑板材4204.2.1. 无定形硅薄膜太阳能电池（a-Si：H）E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4243 / 424215. 结论 422参考文献4231介绍近年来,环境问题已经成为世界范围内日益严重的问题。应对这些问题,聚光太阳能电池已经成为一个洁净的能量来源。在计划未来扩大光伏(PV)发电的过程中,最重要的是要仔细选择半导体材料。这个非常重要的材料选择不仅是最大的可实现的效率,但同时也要兼顾经济和生态方面的考虑。晶体硅和砷化镓太阳能电池被看做是最有前途的光伏技术这是由于其低制造和材料成本排在第一位和其排在第二的优良的性能表现。砷化镓太阳能电池是高转化效率的设备但由于其过多地在地面的大面积应用使得成本变得非常昂贵。砷化镓太阳能电池的转化效率已超过30%,但砷元素却潜在着剧毒性。随着外界对砷化镓太阳能电池的关注日益增加，使得最近在使用砷化镓太阳能电池时加上了集中器系统的地面应用2。但在砷化镓太E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4244 / 42阳能电池的最佳区域浓度水平下1000个太阳的测距仅从0.5平方毫米变化到1平方毫米39。硅是最常见的半导体材料并且这项技术对于硅的处理是非常完善的。世界上超过80%的太阳能电池和模块的生产目前都基于切片的单晶和多晶硅电池,所以评估主要集中在硅。只有13.23%的非晶硅(一个si),0.39%的镉碲化物(CdTe)和0.18%的铜铟联硒化物(CIS)被用在2001年的世界电池/组件生产。40本文综述了温度对晶体硅和非晶硅太阳能电池以及模块性能的影响并利用新技术来提高传热。为了考虑太阳能电池的温度稳定性和模块在高温状态下的表现,对基本半导体材料(硅和砷化镓)所能承受的温度上限进行了分析。理论背景和实验数据,其中包括:开路电压、填充因子(FF)和输出功率35作为主要热影响光电管的参数而被提及。正如被报道的最先进的研究趋势通过使用一个“混合式”光伏热(PV / T)太阳能收集器结合建筑同时产生电和热水。这种类型的PV / T收集器同时生成热能、电能。它是光伏建筑一体化设备,是在这个世纪被认为在电的生产方面带来实质性贡献。对于这个应用,薄膜E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4245 / 42非晶硅技术被列为低成本的选择。低温系数的非晶太阳能电池能够在不通风的情况下集成到建筑物的外墙和屋顶还能够获得高能源的收益产出。太阳能模块在塑料薄膜作为玻璃少光伏太阳能系统下探讨了未来在这个方面的评论。1.1太阳能电池早期研究的回顾当前太阳能电池是基于基本的物理现象,首先发现光伏效应这一现象可以追溯到19世纪。在1839年,埃德蒙Bequerel观察到当金属板(白金或银)沉浸在一个相配的溶液中 (电解质)并将其暴露在光下,会产生微弱的电压和电流就是光伏效应。后来在1878年,亚当斯和Day1,在接着55史密斯的工作即研究硒的光电导性,发表了第一篇报告直接将光伏效应归因于固体。在1954年,查宾,福勒和皮尔森在贝尔电话实验室开发了一种硅太阳能电池9,当把它放置在光下可以产生大量的电流和电压。这种太阳能电池的效率大约是当时辐照度条件下的6%。自1950年代中期以来,光伏发展迅速。在1958年,生产了第一个真正的有影响力的太阳能电池板,我所提供的卫星先锋硅太阳能电池面板实现了对空间的应用。这个电源是在兆瓦级工作状态下持续为这个卫星提供了六年的能量。技术和产业广阔的发展从mW级电力来源E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4246 / 42生产线每年超过10兆瓦容量对于陆地需求(1997年)44和预测将产生15 - 20 MW/年(2000 - 2015年期间) 31。在过去的20年里一直都在强调了研究新的半导体材料,开发新型设备和设计新的和更加有效的结构。一个光伏设备的效率被定义为从入射光子(阳光)中所能够获得的有效能量的计算关系14。实验中常见的方法是获得通过光伏作用生成的电流-电压IU的特点并确定最大功率点62。在实验过程中主要的影响因素有:一个设备(单元或模块),一个环境条件(温度),一个光源(标准光谱),一个实验程序。E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4247 / 42相关术语：c 光在真空中的速度(m/s) Q S 收集器储存的能量（J）cp 定压热比(Jkg -1K-1) QT 储蓄槽所收集的总能量（J） e 元电荷(C) QU 从收集器中输出的有效能量（J）E 辐射强度（W/m 2） Ra 瑞利数EF 费米能级能量(eV) S 表面积（m 2）Eg 禁带宽度(Ev) SC 太阳能电池的总面积（m 2）eT 热力学有效的能源或excelgy(J) T 温度（K）FF 填充因子（%） U 电压，总热量的流失系数（Wm -2k-1）g 太阳能增益系数 Uoc 开路电压(V)h 普朗克常数（J） ，传热系数(Wm -2K-1) va 空气的平均流动速度（m/s） I 电流（A） vW 风速（m/s）IMPP 最大功率点的电流（A） 希腊符号：E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4248 / 42ISC 短路电流（A） 温度效率系数IS0 暗饱和电流（A） 平板倾斜角（ o）JS0 暗饱和电流密度(Am -2) 发射有效系数JS0 短路电流密度（mA/cm 2） 斯蒂芬 - 玻耳兹曼常数k 布朗克系数（J/K） 转换效率m 理想因子 PV 光电转换效率 me 电子的有效质量（Kg） T 集热器热效率mh 空穴的有效质量(Kg) 波长（m）,导热系数（Wm -1K-1）mde 电子密度状态的有效质量 透射率(%)mdh 空穴密度状态下的有效质量 发送吸收因子m0 自由电子的质量（Kg） 质量密度（kgm -3）n 电子在传导带中的浓度（m -3） 下标：ni 本征载流子浓度（m -3） NC 规定的传导带的有效密度（m -3） amb 环境NV 规定的价带的有效密度（m -3） cell 电池（模块）Nu Nu数 conv 对流p 空穴在价带中的浓度（m -3） in 入口E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-4249 / 42Pmax 最大输出能量（W） out 出口q 热流量（Wm -2） PV 光伏Q 获得的总热量（Wm -2） room 室内（温度）QL 存储过程中流失的热量（J） vent 通风QP 泵体输入的热量（J） Wind 强制对流E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42410 / 42这个单元或模块在实验中是一个给定的参数。这里重点强调的是，这个单元或者模块是只被当做串联光伏装置使用。关于考虑其他的连接方式的如并联，混合连接等以及其所导致的实验结果都可以在文献【32】中可以找到，也不必对材料的热性能进行分析。例如像温度这样的环境条件是也应该明确的包含在保准条件之内，这个P-N结温度就应该在当光伏器件测试时明确规定。5在大多数的情况下，它能够测精确测量的情况下，当只有一个表面被加热时，应在模块两侧同时测量温度，因为两个表面的温差在10左右。由于电池效率对于温度特别的敏感，所以控制温度是十分有必要的。光伏电池在光不断的照射下，温度不断上升如图1所示。标准光谱性能测量：空间：空气质量为零或AM 0（相当于在太空中1367 W/M 2的辐照度）地面：AM1.5（大于48.198度的太阳角该设备正常工作）全球（1000 W/M 2，直接照射和漫反射之和 6） （图2）E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42411 / 42图 1.不同的光照时间下光伏电池的温度特性（103X103mm 2）:Tu-光伏电池上表面温度，Td-光伏电池下表面温度,(a)是在618W/m2的光照强度下,(b)是在 756W/m2的光照强度下46.为了进行比较，请参照图 2（来源于32）.1.2 半导体硅和砷化镓的温度上限半导体，正如其名字所暗示的那样，其电阻率是介于导体和绝缘体之间的一种材料。这些介于中间的属性是由其特殊的晶格连接和电子结构的特殊化所造成的，事实上它与金属导体是不同的，半导体同时具有有正极（空穴）和负极（电子）来导电，其密度可以通过控制纯晶体在生长过程中所掺杂的化学杂质来控制。为简单起见，本文的讨论将限于硅（Si）,砷化镓（GaAs）,重E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42412 / 42要的半导体材料,以及现如今最重要的太阳能电池，因为这些例子能够有效地说明主要的概念。GaAs 具有闪锌矿的晶体的晶格结构，闪锌矿的结构和金刚石的结构十分的接近。硅有四个电子分布在最外层的电子轨道中，在金刚石的结晶体中，每个原子都位于正四面体的中心，与处在正四面的体每个角的其他四个临近的原子构成共价键。由于，所有的电子都参与了边界的形成所以材料应该是绝缘的。然而有少数比较异常的电子打破原有的束缚而成为自由移动的电子所需要的能量：1.1 电子伏特 Si 和 1.4 电子伏特的 GaAs 在室温下。因此，即使在室温下也会有大量原子从他们的父原子中挣脱束缚逃离，而所逃离的原子数的增加速度与温度之间的关系如式（1.2） 。在纯半导体中，存在的空穴和电子对数目总是相等，而所得到的导电特性被称作固有的导电性，用来与掺杂了杂质的电导率进行区别。现在，当我们把纯半导体的中的电子和空穴加热至其温度的上极限时，我们就更加接近半导体低温性能的最基本的原理了。E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42413 / 42在一个本征半导体，如硅，在导带中的电子数目是始终等于在价带中的空穴的数目，因为电子和空穴是成对产生的，由光子或通过热激发（见图 3）3：在本征半导体的费米能级在带间隙中心 EF=1/2Eg，在低温下和稍微上升的温度下，因为 Mhme (见表 1)(1.1)Fgem13E()+ln24TkTme 和 mh 分别为电子和空穴的有效质量。从根本上来讲，固有电荷产生温度依赖性的这一现象的最根本的原因是在热量的激发下，价带的电子能量被激发到能越过导带与价带之间的能量障碍的一个高能量状态之下，而越到导带的电子数目和留在价带的空穴数目相等。确定本征载流子浓度最简单方法是导带中电子数目（n）和价带中数目相等的空穴数(p)相乘即可。E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42414 / 42图 2 ：AM0 和标准为 AMI.5 两种情况下全球普照量和直接照射量的地面太阳光谱的比较32。 图 3：由于受到热或者吸收光子而激发形成电子-空穴的示意图。 (1.2)2expgiCVEnpNkTE. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42415 / 42其中 NC 和 NV 分别是导带和价带的有效质量，ni 是本征载流子的浓度，k 是波兹曼常数，或者根据阿什克罗夫特4：343432 19300()2.5exp0cmgdedhi ETmTnTKk（1.3）其中 mde和 mdh分别是稳态下电子和空穴的有效质量，m 0是自由电子的质量，Eg（T）是禁带宽，其线性近似于：(1.4)()3030gggdEEKTK通过计算式（1.3）可以计算出在室温下 ni温度特性的典型值如表 1 所示。从表 1 我们可与观察到当 Eg 从 1.12ev 增加到 1,43ev 时，ni 迅速下降。在一个具有较强的禁带宽的晶体中，例如金刚石（Eg5ev） ，在室温条件的热激发状态下基本上是没有载流子产生的。绝缘体和半导体之间的本质区别实际上仅仅是由于有那么 2 或 3 个具有完全不一样的电子特性这一个原因导致材料间的尽带宽度不同。表 1E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42416 / 42硅和砷化镓所含的载流子浓34晶体 3n(0)(iTKcm0de0dhm,30()gEKeV硅 92.51521.12砷化镓 60671.43表 2硅和砷化镓的上限温度晶体 ()iTK()giET(/)gdEeVKT3inTcm硅 620 1.05 42.3106150砷化镓 790 1.22使用式子（1.3）和（1.4）以及 si 和 GaAs 的材料参数（见表1）计算，我们发现钛的理论温度上限下，n i的达到了 1015/cm-3范围内.因此，从本征区所能够显示的起点就可以看出在硅和砷化镓太阳能电池中掺杂少量的钛可以降低其晶体的上限温度。在硅的极限温度 620K 和砷化镓的极限温度 790K（见表 2）之下，整个晶体内部发生改变，那些常见的半导体器件如太阳能电池或者E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42417 / 42其他的半导体二极管都会停止运作。但是，这意味着在许多的高温环境下砷化镓太阳能电池优于硅太阳能电池，例如在外太空靠近太阳的区域，由于温度太高足以使得硅太阳能电池无法工作。在钛的合适温度范围内，可以通过掺杂钛在这样的温度范围内来控制载流子的浓度的而这项技术是非常独特的，并且能够被太阳能技术所掌握。结论 ：用具有更宽的禁带宽度的半导体材料，如 GaAs 能够在温度适应性有所扩展的太阳能电池设备。例如：在外太空的运用。2. 温度对太阳能电池和组件的影响：理论背景2.1 热对硅太阳能电池的输出参数的影响温度对电流，电压，以及太阳能电池的输出功率这些影响因素都被考虑在内。半导体材料最重要的物理属性是随着温度的变化：如式子（1.4）所示，温度升高，禁带宽度降低，而少数载流子的寿命增加，温度升高同样也会导致太阳能电池 p-n 结内部的电势电压降低，并且 p-n 结对自由电子和空穴的分离能力也下降。2.2 硅太阳能电池的温度系数2.2.1 短路电流E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42418 / 42增强光生电流的这些变化导致太阳能电池的短路电流（ ）微scI弱的增加。42。短路电流（ ）随温度的变化scI10.3%/KscdIT然而，根据 Green 的研究，对于单晶硅在 298K 条件下的测量，温度与短路电流之间存在着 0.006%/K 的变化关系.如果温度每升高 50K，其短路电流（光生电流）大约增加 2%。单晶硅的短路电流的温度系数46与 Van Dyk60 的结果十分的接近：0.04%K，然而对于非晶硅的系数27：0.09%/K.2.2.2. 暗饱和电流随着温度的升高，禁带宽度降低，使得尽可能多的电子通过热活化克服禁带宽度，增加了暗饱和电流（ ）因此可得3：0sI0()expgsEITkT（2.1）当硅结在理想条件：T 0=300K,Eg=1.12eV 下，暗饱和电流的系数可通过式子(2.1)计算得：E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42419 / 4200114.5%/gsTSEdI Kk（2.2）2.2.3. 开路电压温度与太阳能电池开路电压之间的关系是：000 031lngocococETkTUTUee（2.3）当太阳能电池工作的时候，假设 T0=300K，温度升高 40K,则 T=340K:，而 可被忽略，因此，我们可以0ln.125T 0(3/)ln1kemV通过（2.3）的计算得到一个近似的线性函数式：()(30)(3)ococUTKconstTK（2.4）随着温度变化的关系式可根式子（2.3）计算的：oc（2.5003gococEUTdUkTeE. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42420 / 42）对于典型的硅太阳能电池，假设 T0=300K,Eg0=1.21ev,Uoc(T0)=0.55V,我们根据式子（2.5）可得随着温度上升，在 25下测得开路电压降低的幅度为 或-0.4%/K。这个数值和/2.45/ocdUTmVKGree 的研究结果保持一致。当砷化镓以金属气相扩展的方式形成砷化镓铝/砷化镓单结太阳能电池，其开路电压的温度系数就是：-1.6MV/K50.2.2.4. 输出功率由于温度对太阳能电池的显著影响，造成太阳能电池或模块随着温度的升高在其最大输出功率处（P max）的整体性下降。由于暗电流指数随温度的变化，从而使得温度对开路电压 Uoc形成了显著的影响46。E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42421 / 42图 4：单晶硅太阳能电池在不同温度：20,4,0,60,80下的输出功率与输出电压，以及温度与最大输出功率 Pmax的关系47。如图 4 所示，随着温度的变化，最大输出功率的下降符合戴克的理论即为 0.65%/K60，而根据这一理论，晶体光伏电池的输出功率随着温度的增加以 0.4%/k24速率而下降，因此，在使用光伏组件时，温度被认为在影响电池输出参数 ， ，P max中比辐射对输scIocU出参数的影响更大。但在设计太阳能发电系统时，太阳的辐射作用占据了主要的被考虑的地位，而温度却往往被忽视60。一个多晶硅太阳能电池（50 50 ）和一块单晶硅太阳能电2m池（103x103 ）所测得的系数可以在参考文献46中得到：2m和 然而它们却比理论值 稍微的低了/.ocdUT.1/VK2.4/VK一点。当太阳能光伏电池及其组件的温度升高时，所有的系数都表现出为相反的效果。E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42422 / 42图 5：图 5 中表示的是一个由 72 块单晶硅组成的太阳能电池在 25到 60之间，光照强度在 830W/m2的条件下，其中一个单晶硅电池中温度对电流-电压关系的影响45。结论 .当光伏组件的温度每升高 35K，其将损失高达 23%的潜在电力输出，为了消除在使用硅太阳能电池时温度的升高对光伏组件输出效率的负面影响，对模块的冷却时有必要的。2.3 照明光源对输出参数的影响热光伏电池就是利用光伏电池将热量以辐射的方式转化为电能的一种技术。有人发现，用 Yb2O3制造的照明发射器照到电池上所产生的短路E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42423 / 42电流比标准 AM1.5 照明条件下产生的短路电流增大了许多。用 Yb2O3制造的照明发射器以 150W/m2 的辐射功率照射在电池表面。该发射器在最大辐射 =980nm 波段内表现出了 300nm 宽的峰值辐射，而在整个光谱范围（400,2000nm）内，总共辐射出 45W 的能量。估计这个发射器在峰值时温度最高达到 1500K.图 3 所示为Solartec 在 AM1.5 的光照条件下硅太阳能电池的电器参数.Solatec的太阳能电池是一种市售太阳能单晶硅电池。PIS 就是建立并一个高效率的硅太阳电池并优化其热光伏系统中的使用。填充因子：maxscoPFSJU从表 3 的结果中可以看出，由于光伏电池的串联，填充因子会随着Yb2O3 集中了相对强的光照强度而降低。用 Yb2O3 代替 AM1.5 的标准光照，在当光照强度超出（光源）%50 时，输出功率比原来增加了 1.7倍。因为 Yb2O3 的主要辐射部分更靠近太阳能电池的禁带宽度，所以短路电流比辐射功率增加的多。3. 太阳能-热能混合式太阳能系统太阳能是最重要的可再生能源之一。太阳能的应用方式可以大致E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42424 / 42分为两类： 热系统（T）就是把太阳能转化成热能。 光伏系统（PV）就是将太阳能转化为电能。上述的转化中最重要的组成部分就是太阳能收集系统。通常情况下，这些系统中 T 和 PV 都是独立使用的。但即便是现在的太阳能（T）系统中，在其收集系统中循环的工作电流通常是来自于公共电网或者直流电池。运用“混合”PV/T 系统，也就是通常所说的PV/T 系统，可以消除电力来源需求的这一问题。这种类型的 PV/T收集器可以同时产生热能和电能。通常使用空气冷却或者水冷却的方式对混合 PV/T 系统的平板式收集器进行冷却。表 3硅太阳能电池的 I-U 测量结果：商用 Solartec 太阳能电池和 PSI太阳能电池。光伏电池ILL照明条件JSC(Ma/cm2)Uoc(Mv)Pmax/S(Mw/cm2)FF(%)T()SolartecAM1.534.5 607 16.3 77.8 25E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42425 / 42SolartecYb2O3 64.4 622 30.0 74.9 28PSI AM1.537.5 647 18.9 77.9 25PSI Yb2O3 115.8 661 51.3 67.0 323.1.空气冷却让空气通过两块金属平板之间，利用空气对收集器进行冷却，如图 6 所示，其中被涂黑的上层平板粘贴这 PV 电池。被用来将电池粘贴在吸收板上的材料必须是个导热材料和绝缘材料。太阳能电池既可以做成圆形也可以做成矩形。矩形的电池可以尽可能的盖住整个吸收板区域。黑色的单晶硅太阳能电池也是一个很好地吸热面板。图 6 中所示的结构和 Bhargava 等人提出的非常相似5。Garg 等人19首先提出了对 PV/T 平板收集器的空气冷却的模拟仿真研究。Prakash43和 Sopian57对这种类型的结构进行了模拟研究。Sopian 分析了单通道（图 6）和双通道空气冷（图 7 所示）却对收集器的性能影响。在这个结构中，空气先进入由玻璃盖板和上层金属板构成的通E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42426 / 42道，然后由下面的通道流出。总的来说，这种布置使得上吸收板的热量被带走，而减少了收集器的热损失。如图 6 中被涂黑并用来粘贴太阳能电池的金属板和电池表面的透明盖板把电池整个包裹起来，让电池与空气流无法接触，要不然的话，电池将会被损坏。3.2. 水冷却冷却水的进口温度通常是 293K，而出口温度呈线性增加。PV/T太阳能系统的输出功率是关于周围的辐射度和光伏组件温度的函数。输出功率不仅取决于热辐射强度，也取决于光谱辐射量和组件的电子临界点。温度可以用 Pt100 铂热电偶进行测量，而辐照度可以用日光照射强度计和结晶硅 ESTI 传感器进行记录。用来做平板的水冷却实验的单晶硅太阳能电池组件的型号为ASE-100DGL-SM，产自德国，这个太阳能组件能够在 333K（无冷却）和 293K 水冷却的工作条件下实现自我适应。实验时辐射度为E=840W/m2,引入填充因子 FF，整个 PV 的转换效率为：sc(opvIUFES）热收集器的热效率为： ()pavoutinTmcTSE. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42427 / 42其中水的平均流量avm比热pc组件的表面积（ ）mS 20.8mSE 辐射度PV/T 系统总的能量转化效率/PVTT从实验中可得： 62.7%从表 4 中数据可得到，通过冷却将温度从 60 减少到 25，可得到结果： 电力输出功率上升 23%， PV 转化效率 PV提高 3%， 综合效率 PV/T提高 3%。结果显示，在相同的条件下综合系统的综合效率比热电系统分开的集热器的转化效率提高了大约 13%。光热收集器的效率一般都在 T60%范围内。从热力学观点来看，热能转换和光电转换是两种完全不同的能源抓换方式，所以它们之间很难比较。热力学中的有效能源或E. Radziemska/能量和燃烧科学 29（2003）407-42428 / 42者被定义为下面的等式： 1100TTppmcecdd其中 T1 和 T0 分别是热介质和周围环境的温度，m 和 cp 分别是质量和比热。从理论上来说，就是部分热能转化为机械能。显然，值小于热能值，并随着温度的上升其值接近总的能量值。例如，假设用谁做热传导介质，当水温在 40120范围内时，仅仅只有2.313.2%的热能转化为机械能。 、从另一方面来看，全部的光伏能都被转化成了机械能。因此，如果有更多地阳光照射到光伏电池上，它们将被转化成更高品质的能量，其次，还可以把温水加热到热水。先如今的单晶硅和薄膜化的单结太阳能电池的最高的光电转