如今的太阳能电池的基础材料大致有硅质、硒质、化合物、染料敏化和有机半导体。其中以硅为主要材料的电池是当前运用的最普遍的，根据硅材料的晶体构造划分，有单晶体、多晶体和非晶体三个大类。非晶硅太阳能电池转换效率低，性能不够稳定，仍处于试验阶段；单晶体硅成本相对较高，但是光和电的转换效率也相对是最高的，接近百分之二十五；多晶体的光电转换效率不少于百分之十五，但成本相对较低。目前光伏产品市场主要产品仍以单晶体和多晶体的硅作为材料制造的电池。

太阳能电池由P和N两种类型组成，P型半导体和N型半导体之间的电荷区是一个单导通的PN结。系统两侧的电子会发生扩散，而N区和P区的电子相对扩散，从而内部有电场。当太阳光照射在太阳电池上时，硅原子外层的电子就会脱离束缚，变成自由电子，留下空穴。P区内的自由电子因为电场的存在，不停涌入N区，P区形成的空间就由N区被挤出的电子所补充，两个区域间就产生了电流。这样PN结就如同一个电源一样，两侧就分别带上了正负两种电荷，于是就因为光能产生了电压，光生伏特效应就形成了。原理图如图2-1所示。

图2-1太阳能发电的原理图

2。2  蓄电池

2．2．1  蓄电池的工作原理

一个地区的太阳能因为地球的自转，所以是间歇性，而因为各种天气的原因太阳能更属于随机性能源，在有太阳的情况下，电路是可以通畅的，但是当出现阴雨天气的时候，电池便是必不可少的储能装置。当光照充沛的时候，蓄电池通过将半导体产生的电能转化成化学能，然后进行储备；当光照条件不足的时候，为了使得整个系统的顺利流转，蓄电池又会把化学能反向转化成电能，从而达到供电的效果。一般情况下，我们会使用的蓄电池主要使用铅酸或者铁镍以及碱性镍制成的。其中铅酸蓄电池工作温度适中，放电的流量大，安全性比较高。该种类的蓄电池还具有转换效率高、成本低、性能可靠、充电状态检测方便等优点，因此被大量使用在生产生活中。

2．2．2  影响蓄电池的运行寿命的因素的解决办法

铅酸蓄电池的工作原理主要是依靠铅离子和硫酸之间发生相互的反应，从而产生电流。在充电的时候， 电池的正极的组成是PbO2，在以硫酸为主要成分的电解液中的水分子发生反应，负极产生絮状的氢氧化铅，OH-溶解在电解液中，正极只剩余铅离子而缺少了电子。相对的，负极的Pb则在整个化学反应中失去了两个电子。铅酸蓄电池的化学反应是可逆的，因此充放电过程也可以逆转。

蓄电池的使用寿命直接影响到系统的使用寿命，所以研究延长蓄电池使用寿命的方法具有重要的现实意义。影响电池的寿命有如下几个的内外因要素：

1．过充电。实际过程证明，影响蓄电池运行寿命主要的因素是过充电。在过充电状态下蓄电池的+极会发生析氧，极板深处会生成氧气，后通过电极的表面析出，使壳体内得压力变大，气泡的形成，使PbO2受到很强的冲击，这样过性物质和板栅两者之间的结合力被破坏，甚至有脱落的可能性，两极板之间的活性物质由于寿命受到了影响，使用容量必然会下降，如果长时间过冲，使得蓄电池内部的水过度消耗，最终导致干涸危险情况的发生，蓄电池的使用寿命受到影响[12]。

2．过放电。如果发生过度放电的情况，不容易恢复的大颗粒PbSO4结晶会积聚在蓄电池里面的极板的表面，长时间处于这种状况会导致极板硫酸化，大幅度降低极板活性物质的孔率，影响蓄电池的使用寿命。