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太陽能電池
以太陽能電池將太陽光能轉換為電能，進行新能源的開發來取代傳統能源，一方面
| 太陽能電池原理 |
| 太陽能電池(Solar Cell)係運用光伏效應(Photovoltaic Effect)，當光照射在P型與N型半導體接合面時，P型半導體產生帶正電的電洞(多數載子)，N型半導體產生帶負電的自由電子，將兩端以導線引接出來會得到一個微小電壓Voc，它是由光(Photo)激勵產生電(Voltaic)，因此也稱為光伏電池。左圖左側是太陽能電池符號，陽極A(Anode)是對應到P型材料，陰極K(Cathod)是N型材料，光照射產生電壓是A電位高於K。 |
| 材料種類 |
| 太陽能電池材料主要分成矽與化合物兩大類，矽材料又分成結晶矽與非晶矽，單晶矽轉換效率可達12~15%，多晶矽有10~14%，在早期單晶矽製品多於多晶矽，由於多晶矽製程成本較低，單晶矽有漸被取代趨勢。 非晶矽以蒸鍍或濺鍍製程，不像結晶矽需高溫爐拉晶提煉，消耗較低能源，雖然效率僅有6~8%，製品價格低的優勢，已漸成市場主流，其中複接合面效率可達結晶矽水準，是不可輕忽一族。 |
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| 市面上太陽能電池以結晶矽(單、多晶矽)及薄膜非晶矽為主，結晶矽製程以矽晶圓(Wafer)為基礎，產品皆為硬性，薄膜非晶矽可選擇在軟性或硬性基材上，變化較大；並可依需求以雷射加工切割去除之透光型製品。 |
| 電氣特性 |
在光線照射太陽電池時，將兩端短路會有一短路電流Isc(Short Circuit)，開路時會有一開路電壓Voc(Open Circuit)，這兩個參數在太陽能系統上是很重要數據。
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| 左圖電壓-電流特性曲線(紅色部分)在沒有光照射時，位移至藍色部分之暗電流(dark)特性，這與一般二極體沒兩樣。 在光(Photo)電流特性中，任何一點皆有不同功率P=I x V(電壓 x電流)，在曲線45度切線附近會有一最大功率點MPP(Maxmum Power Point)，要取得太陽能最大功率輸出，必須要能調節電流，讓輸出電流為Imp，輸出電壓Vmp，這時可將光電轉換做最大效益輸出；這種調節機制稱為最大功率點追蹤MPPT(maxmum Power Point Tracing)，在太陽能設備是一項重要技術。 |
太陽能電池實際在應用時，光線隨著大氣環境改變，日照強度隨時在變化，MPP亦隨著改變，因此要隨時追蹤最大功率點。 下圖中在不同四種日照強度分別是250、500、750、1000W/m2，Voc大小改變極小，在極小之光線即近等量Voc，可是能輸出電流(功率)卻是相當有限，可以確定的是Isc與MPP點大致上是與光線成線性關係。 | |||||||||||||||
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| 溫度特性 |
 | 左圖中，當溫度提高時，開路電壓由Voc1下降至Voc2，短路電流由ISc1上昇至Isc2，因此電壓呈現負溫度係數而電流呈正溫度係數，最大功率點亦由MPP1改變至MPP2，MPP1點功率為Pmp1=Vmp1 x Imp1，MPP2點功率為Pmp2=Vmp2 x Imp2，由於ΔV下降率較ΔI上昇率來得大，因此最大功率輸出會隨溫度提高而下降。 |
最大功率與電池溫度關係
65℃ | 7.4A | 0.40V | 3.0W |
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25℃ | 7.2A | 0.51V | 3.7W |
台灣的陽光 台灣位於北緯22~25度，擁有豐沛陽光資源，夏季每天超過13小時日照時間及良好陽光入射角條件，加上屢創新高的夏季尖峰用電量，以太陽光電發電設備來輔助傳統發電廠，舒緩日益昇高的夏季尖峰用電量壓力，提供了一個有利的發展條件。
根據2006年農民曆二十四節氣中十二節氣日出日落時間，如下表：
這十二節氣中，春分及秋分陽光照垂直照射於赤道線上，畫夜剛好均分為12小時(太陽中心為準)，上表中12:08多出8分鐘係日出時太陽外圍較中心提早露出曙光及延後日落時景象；夏至這一天太陽光直射在北迴歸線上，北半球呈現畫長夜短現象，並且是日照最長的一天；冬至時太陽光直射於南迴歸線上，北半球呈現畫短夜長，是日照最短的一天，最長與最短日照時間差達3小時之多。再以春(雨水~穀雨)、夏(小滿~大暑)、秋(處暑~霜降)、冬(小雪~大寒)分野以平均來計算日照時間如下圖
要以日照時間來評估太陽幅射能欠缺客觀，真正影響幅射能大小應當是太陽光入射角，夏季之所以呈現高溫主要是陽光入射角以近乎90度垂直照射至地平面及通過較短距離大氣層所造成。
陽光日射量是以單位面積在單位時間內獲得的光能量，以中央氣象局農業氣象資料係以每平方米在一個月為單位時間之日射量，單位為百萬焦耳/平方米(MJ/m2)，1焦耳相當1瓦特電功率在1秒鐘累積電能，因此由百萬焦耳/m2可換算成相對應的電功率，在下表中係取自中央氣象局(http://www.cwb.gov.tw/)之農業氣象網觀測網資料，經統計2000~2003年平均月每平方米之陽光日射量。 表1:2000~2003年平均月日射量平均值(單位MJ/m2)
表1中日射量為能量值，單位為百萬焦耳/平方米(mJ/m2)，依電學理論能量與功率關係：
由於台灣受海洋性氣候影響，海洋能量吸收能力大溫差變化小及陸地吸收能力小溫差變化大，造成氣流於內陸地區形成雲層，間接減少直射光利用時間，因此在同緯度地理條件下，內陸地區陽光日射量要比近海邊相差甚大之奇特現象。
太陽能模組最大峰值功率是依：25℃模板溫度、1,000W/ m2入射光強度為標準條件下量測而得。模組於太陽光照射下，日照強度隨時在變化，無法逐時、逐日計算，通常會換算成1,000W/ m2日照強度下之等效日照小時ESH(Equivalent Sunshine Hours)來簡化計算，1 ESH之能量為W=1000x60x60=3.6MJ/m2，因此由表1之每月平均日射量值可算得1000W/m2下日等效日照小時，以台中農改場1月份248mJ/m2為例等效當月份每日平均EHS=248/3.6/31=2.22小時，因此150Wp模組於當地當月月之發電量為Wh=150x2.22x31=10323Wh=10.323kWh，同樣要計算年發電量，先算出當年度每日平均EHS=(248+252+302+…+249+239)/3.6/365=2.92小時，因此150Wp模組於台中農改場年發電量為 kWh=150x2.92x365/1000=159.87kWh。
我們以北迴歸線上之一點為參考點，並假設太陽能模板(Solar Module)向正南方以23.5度之仰角來架設，在這四天中午時分，太陽光直射光照射在太陽能模板上之情形。
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太陽光電知識 1954年美國貝爾實驗室發展出矽太陽電池以來，由於造價相當昂貴，僅侷限於太空及軍事應用；70年代由於石油能源危機造就了太陽電池應用的契機；這期間太陽能產業受制於起伏不定的能源價格，始終無法突破性發展與廣泛應用，90年代以後，工業先進國家著眼石化能源即將枯竭，極力尋求替代能源，以系統設置或依發電量政策性補貼措施導入，才造就今日太陽能光電產業蓬勃發展與大量設置的景象。
普及應用的結果與能源教育獲得重視，昔日屬專業領域的太陽光電相關詞彙，已漸成民眾熟悉的一般名詞，這些常用詞彙有：
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