2.2、光谱响应

太阳能电池吸收入射光光子可以产生电子空穴对，只要光子能量Eph 大于能带能量EG。光子能量超过EG 马上转换为热，如图2.6。

太阳能电池量子功效（Q.E.)定义为一入射光中从价带移动到导带的电子子数量。最大波长被能带限定。入射太阳光可以被最大利用，如果能带在1.0-1.6eV范围内。这导致电池最大效率只能到44%（Shockley and Queisser,1961)。硅能带在1.1eV，接近理想，然而砷化镓在1.4eV，在理论上更理想。图3.7 描述了理想量子能效和能带关系。


同时也影响太阳能电池光谱响应。每瓦入射光产生电流，理想情况下，随波长增加。然而在短波中，电池不能利用所有能量光子，然而在长波中，吸收减弱意味着被有效利用前光子要经过较长的路程， 所以限定扩散长度在电池材料中也就限制了电池的响应。

图2-8：量子光谱响应随波长变化

光谱响应可以被以下公式计算：




其中A/W--->0 当λ --->0 时，因为这只有少量的光子在每瓦入射光中。

波长响应能力使得电池性能很大程度上依赖于太阳光的光谱分布。另外注意光和复合的损失意味着实际的电池只能接近于理想状况。