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太阳能是最具发展潜力的新能源。光伏发电是解决能源危机，实现能源可持续发展的重要途径之一。硅太阳能电池是当今市场的主流产品，其最高效率是24.7%，由新南威尔士大学马丁·格林教授研制的PERL单晶硅电池取得单并保持至今。继续提高转换效率十分困难，但电池的效率会随温度和光强变化而变化。因此，研究温度和光强对太阳能电池的影响是必要的。本文将太阳辐射光谱（AM0）等效为5778K的黑体辐射，推导了太阳能电池的电流电压关系；对真实太阳能电池中最重要的SRH复合过程引入了一种等效处理方法，建立了单晶硅太阳能电池的理论模型，讨论了温度对电池输出特性的影响。结果表明：随着温度的增加，除了短路电流有0.14A/℃的线性上升外，开路电压，填充因子，转换效率均线性减小，其中开路电压降幅1.41mV/℃，填充因子下降0.05%/℃,效率降幅达0.6%/℃。本文通过定义辐射复合权重Jrad/(Jrad+JSRH)，分析了两种复合对电池的影响，给出了一种估算电池转换效率的方法；分析温度和复合中心浓度与转化效率极限的关系。结果表明：随着温度的增加，效率极限降低，对应的最佳带隙增大；随着复合中心浓度的增加，效率极限减小,最佳带隙右移。若以成本控制为主，可在1.7eV左右寻找廉价材料，如非晶硅。本文用聚光几何因子Fc修正太阳几何因子Fs后，研究了低倍聚光下单晶硅太阳能电池的输出特性，并与文献的理论公式进行比较，在C=100时，开路电压、最大输出功率、转换效率分别比文献理论值大0.7%，2.2%，2.3%；模拟了高倍聚光下，太阳能电池的理论效率极限。C=100，单晶硅电池的理论转换效率限为34.6%，略小于文献理论值36%；完全聚光下，给出了单结聚光太阳能电池理论转换效率极限40.7%，对应的最佳带隙为1.1eV。