从可获得的文献来看,针对太阳能光伏发电的研究到目前为止已经不少,但大多集中在如何提高光伏电池的光电转换效率上.就影响设备发电效率而言,太阳能发电设备中一个不可缺少的部件――光伏电池的作用可谓不小,而针对它的利用效率的研究,少有报告.目前所使用的光伏电池有两个突出的不足之处,即:　　(1)电池阵列工作时容易受到日照强度和电池板温度影响,两者的多变性造成阵列难以实现实时最优输出;　　(2)只能晴天工作,夜间、阴雨天气无法输出电.电池阵列应有的硬件使用潜能因而无法充分得到发挥.　　以解决上述两个问题为出发点,本文围绕如何提高光伏电池的使用效率进行讨论.着重分析在光伏电池光电转换效率η0确定的前提下,如何通过技术手段提高光伏电池阵列使用效率ηu,从而获得更高的总效率ηT=η0ηu.本研究工作的重点内容可以简要地概括为以下几个方面:　　第一,利用半导体和数学知识对代表硅光伏电池最重要特性的I-U特征方程进行了系统推导,从源头上对光伏电池的输出特性进行深入分析.将微分求极值方法应用到光伏电池输出特性中,通过Matlab编程计算得到(Um, Im)和(Pm, RLm)两个二维表,并用数学统计方法得出光伏电池三大指标:最佳电压Um、最佳电流Im和最大功率Pm的温度系数、光强系数和效率系数.从而实现了通过具体系数值对光伏电池的输出特性进行量化分析和描述.　　第二,基于光伏电池输出特性的研究,就光伏阵列使用效率给出更具有操作性的的定义.分析了导致目前光伏发电中光伏阵列使用效率低下的可能原因,并提出解决所存在问题的两个技术途径:　　(1)延长光伏系统有效工作时间.设计了太阳能夜间发电模型,用理论和实验双重验证了该模型有电流输出.相比现有的光伏发电系统,该模型不但使光伏阵列有效工作时间延长到了晚上,更为开拓长余辉储能材料应用领域尤其是进入光伏发电领域提出新的研究思路;　　(2)用三点比较法实现光伏阵列最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking:MPPT).该法采用变步长的方式不断细化搜索范围以提高精度,利用软件控制有效减少了当前工作电压在最大功率点附近的振荡;仿真结果表明采用了分级跟踪机制的三点比较法在追踪稳定性上有较好效果,适合于日照变化大的场合.　　所提出的技术手段的优势和可能的不足之处,以及相关研究的发展情况也在文中进行了分析和评价。