來自于日光的電能是真正綠色和廉價的能源，但是要基于光伏（PV）電池和存儲設(shè)備（例如電池）的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。PV或太陽能電池在戶外照明領(lǐng)域，甚至在全家用和工業(yè)領(lǐng)域的應用越來越廣泛；它們可以采用與半導體器件制造相同的工藝進行制作。太陽能電池的功能非常簡單：吸收太陽光的光子并釋放出電子。當在太陽能電池上連接負載時，就會出現(xiàn)電流。

PV電池和材料的電氣特點分析要進行多種電氣測量。這些測試工作可以在研發(fā)過程中在電池上進行，也可以作為電池制造工藝的組成部分。這些測試包括電流與電壓關(guān)系（I-V）、電容與電壓關(guān)系（C-V）、電容與頻率關(guān)系（C-f）和脈沖I-V測試等。利用這些電氣測試結(jié)果可以提取出很多常用的參數(shù)，例如輸出電流、最大輸出功率、摻雜密度、轉(zhuǎn)換效率、電阻率和霍爾電壓。

PV電池采用各種吸光材料制作，包括結(jié)晶和非晶硅，碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵硒化物（CIGS）材料制成的薄膜，以及有機/聚合物類的材料。

PV電池的等效電路模型（如圖1所示）能夠幫助我們深入了解這種器件的工作原理。理想PV電池的模型可以表示為一個感光電流源并聯(lián)一個二極管。光源中的光子被太陽能電池材料吸收。假如光子的能量高于電池材料的能帶，那么電子就被激發(fā)到導帶中。假如將一個外部負載連接到PV電池的輸出端，那么就會出現(xiàn)電流。

PV電池/光子hυ/負載

圖1.由一個串聯(lián)電阻（RS）和一個分流電阻（rsh）和一個光驅(qū)電流源構(gòu)成的光伏電池等效電路。

由于電池襯底材料及其金屬導線和接觸點中存在材料缺陷和歐姆損耗，PV電池模型必須分別用串聯(lián)電阻（RS）和分流電阻（rsh）表示這些損耗。串聯(lián)電阻是一個關(guān)鍵參數(shù)，因為它限制了PV電池的最大可用功率（PMAX）和短路電流（ISC）。

PV電池的串聯(lián)電阻（rs）與電池上的金屬觸點電阻、電池前表面的歐姆損耗、雜志濃度和結(jié)深有關(guān)。在理想情況下，串聯(lián)電阻應該為零。分流電阻表示由于沿電池邊緣的表面漏流或晶格缺陷造成的損耗。在理想情況下，分流電阻應該為無窮大。

要提取光伏電池的重要測試參數(shù)，要進行各種電氣測量工作。這些測量通常包含直流電流和電壓、電容以及脈沖I-V。