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应用费米统计导出光生热离子太阳能电池的发射电子流，进而阐明可利用麦克斯韦速度分布理论，导出电池的空间电荷分布，并由此讨论空间电荷分布对太阳能电池性能的影响。结果发现当电池极板间的距离大于热辐射的特征长度时，太阳能电池的能量转换效率受到空间电荷的显著影响。重点阐明对系统主要参数进行优化设计，可降低空间电荷分布的影响，使这种新型太阳能电池的性能优于传统的太阳能电池和热离子发电器的性能。