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光伏发电技术中，主要会用到光伏电池，通常由两块或多块半导体薄片组成，半导体材料通常是硅。当光线照射时，可以在电池内部产生电流，并由金属导体以直流电（DC）的形式传导。单块电池的发电量很小，通常在0.5V电压下只有大约1.5W。所以多块电池常联在一起，并封装在玻璃壳内形成一个模块电池（电池板）。这样的模块电池不受天气状况的影响，可以抗风雨。单块模块电池在12V直流电压状况下，完全可以产生10－80Wp的电能输出。
模块电池的电流和功率输出同接受的的太阳光强度呈大致的线性关系，但是工作电压会随着电池温度的升高而有所降低。因此模块电池在正午左右阳光灿烂而气温较低的情况下达到更大的功率输出。需要注意的是，因为实际的光照水平通常达不到测试时的水平，所以模块电池的实际输出功率在大部分时间内大不到额定功率。在中国西部地区，模块电池全年平均以25％的额定功率工作。
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光伏发电技术的光伏电池模块是建设光伏发电系统的基本单位。可以将任意数量的模块电池连接起来，达到所要求的电能输出。这是光伏发电系统的一大优势。当现存的系统容量需要扩充时，只需要增加模块电池的数量即可。模块电池或者模块电池阵列必须安装在高处，以保证受到充足的阳光照射，并且不被障碍物遮挡。障碍遮挡将严重地影响模块电池的电能输出。独立的SHS由一个小型的10－20Wp模块电池构成，并配有配电箱和输电电缆。它适用于输电网没有覆盖的地区。更简单的SHS提供的电能完全可以使1到2盏低压水银灯每天工作2小时。较大的SHS可以提供电视或收音机工作的电能。
集中式光伏系统可以通过一个小型输电网为整个村庄供电。一套标准的光伏电池阵列系统不仅可以提供100户家庭的照明和电视用电，而且可以供给路灯和公用建筑所需要的电能。这样的系统通常配备了变流器以保证将主干路的标准电流配送到各终端用户。村级光伏系统通常还配有备用电源，如柴油发电机。这样可以提高系统的稳定性和实用性，减少对大容量蓄电池的需求。这种系统通常称为光伏/柴油发电互补系统。
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