多晶硅太阳能电池作为一种具有广泛应用前景的太阳能电池，在当前全球能源危机和环境保护的大背景下显得尤为重要。光电转换效率是衡量太阳能电池性能的关键指标，它直接影响到太阳能的利用效率和成本。本文主要通过仿真研究，分析了影响多晶硅太阳能电池光电转换效率的多种因素，并提供了一些提升电池效率的理论方法和工业生产中的可行性措施。
文章指出了提高太阳能电池转换效率的紧迫性。自第一块太阳能电池诞生以来，太阳能电池技术虽然进步飞速，但其转换利用效率仍然较低，普遍在10%-20%之间。太阳能电池的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗因素有关，而这些损耗因素既和太阳能电池的基本物理结构有关，也和材料与工艺有关。
在提高太阳能电池效率的原理上，文章提出了多种方法，包括减少太阳能电池薄膜光反射的损失、降低PN结的正向电池暗电流、减小PN结的空间电荷区宽度和复合中心、提高硅晶体中少数载流子寿命、改变太阳能电池硅晶体各区厚度和其他结构参数等。在实际应用中，提高电池效率主要通过选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体、在太阳能电池芯片表面制造绒面或倒金字塔多坑表面结构、电池芯片背面制作背面镜、合理设计发射结结构、采用高性能表面钝化膜、采用深结结构以及在金属接触处加强钝化、合理设计电极接触等措施。
接着，文章详细介绍了太阳能电池的数学建模。利用等效电路可以表示光照下太阳能电池的工作情况，其中包含了P-N结二极管、恒流源、串联电阻和并联电阻等元素。通过对等效电路进行离散化处理，可以建立泊松方程、电子和空穴电流输运方程。这些方程为太阳能电池的性能计算提供了数学基础。
文章还分析了多晶硅太阳能电池效率的影响因素。首先是寄生电阻，包括串联电阻和旁路电阻。串联电阻会影响太阳能电池的正向伏安特性和短路电流，而旁路电阻则会造成局部短路，影响电池效率。其次是扩散长度，它是衡量太阳能电池材料性能的一个重要参数，多晶硅中高密度的缺陷和杂质会影响扩散长度，进而影响光电转换效率。最后是复合速率，它决定了太阳能电池光生电流密度的大小，直接影响电池的转换效率。
提高多晶硅太阳能电池的光电转换效率是一个多方面的工程，既需要在材料选择、表面结构设计上下功夫，也需要对电池内部结构进行精细的调整。文章提出的仿真研究方法为实际工业生产提供了可靠的理论基础，对进一步提高太阳能电池转换效率、降低生产成本具有重要的理论指导意义。
