原创 太阳能电池转换效率的基本原理和电路系统的应用

　　太阳能电池受照射时，输出电功率与入射光功率之比η称为太阳能电池的效率，也称光电转换效率。一般指外电路连接最佳负载电阻RL时的最大能量转换效率。

　　在上式中，如果把At换为有效面积Aa(也称活性面积)，即从总面积中扣除栅线图形面积，从而算出的效率要高一些，这一点在阅读国内外文献时应注意。

　　美国的普林斯最早算出硅太阳能电池的理论效率为21.7%。20世纪70年代，华尔夫(M.Wolf)又做过详尽的讨论，也得到硅太阳能电池的理论效率在AM0光谱条件下为20%~22%，以后又把它修改为25%(AM1.0光谱条件)。

　　估计太阳能电池的理论效率，必须把从入射光能到输出电能之间所有可能发生的损耗都计算在内。其中有些是与材料及工艺有关的损耗，而另一些则是由基本物理原理所决定的。

　　目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段，它的成本还很高，发出1kW电需要投资上万美元，因此大规模使用仍然受到经济上的限制。

　　虽然大规模应用现在还有经济上的限制，但是一些个人便携式太阳能锂电池充电设备已经应用的非常广泛了。

　　ZS6078是一款可使用太阳能板供电的PWM降压模式单节磷酸铁锂电池充电管理集成电路，独立对单节磷酸铁锂电池充电进行管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。

　　ZS6078具有涓流，恒流和恒压充电模式，非常适合磷酸铁锂电池充电管理。在恒压充电模式，ZS6078将电池电压调制在3.625V;在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。当输入电源的电流输出能力降低时，内部电路能够自动跟踪太阳能板的最大功率点，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度地利用太阳能板的输出功率，非常适合利用太阳能板供电的应用。

　　对于深度放电的电池，当电池电压低于恒压充电电压的66.5%(典型值)时，ZS6078用所设置的恒流充电电流的17.5%对电池进行涓流充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到恒流充电电流的16%时，充电结束。在充电结束状态，如果电池电压下降到恒压充电电压的91.66%，自动开始新的充电周期。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，ZS6078自动进入睡眠模式。

　　其它功能包括输入低电压锁存，电池端过压保护和充电状态指示等。

　　从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光—电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。

致尚微电子 微信公众号：cnzasem