太陽能電池主要技術(shù)參數(shù).

1、太陽能電池主要技術(shù)參數(shù)圖8. 4電訛電斥特性刊故電膳框團(tuán)川電f孕力法$太陽能電池測(cè)試曲線標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件25-C,生產(chǎn)中使用的溫度測(cè)量系統(tǒng)，準(zhǔn)確度為±294 AM1.5地面標(biāo)準(zhǔn)陽光光譜采用總輻射的AM1.5標(biāo)準(zhǔn)陽光光譜1000W/m2 , 1000W/m2是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試太陽電池的光線的輻照太陽光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（IEC-TC82）規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件：地面用太陽能電 池的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件為：測(cè)試溫度：25土20 光源光譜輻照度1000W/m2,并且具有標(biāo)準(zhǔn)的 AM1.5太陽能光譜輻照度分布.AM (air mass大氣質(zhì)量）為了描述大氣吸收對(duì)太陽 輻照能就及其光譜的分布 的影響.引入大氣

2、質(zhì)早， 如果把太陽當(dāng)頂垂直于海 平面的太陽輻射穿過大代 高度作為一個(gè)大氣質(zhì)量， 則太陽在任意位置時(shí)大氣 質(zhì)量定義為從海平面看太 陽通過大氣的距離與太陽 在天頂時(shí)通過大氣距離之 比。ER2犬y示盤國葦宏糾不同地城大久壓力封左斤即反映陽尢通過大“麵復(fù)的不司.也反歩單 竹面積丄大氣tt咿所含審氣質(zhì)幻聞不同.和狠*點(diǎn)不#處榔平面.則大rd 九需ft如下W兇=許需（&3）式中P為？1J8的大氣出力Z-101.3kPa為標(biāo)準(zhǔn)大代圧力.可以和!太曲中項(xiàng)忙海平頁址的乂勺質(zhì)秋為】稱為條件 AM：的 環(huán)熱廈溝為10MW/Z.冷外忘中何不通訂大的館芒稱為Mn 件 辭大 氣威只為U.丈附常做為人初）糸件卜為入

3、迪"尢諂豐哥用丁 評(píng)倍上乍川兄優(yōu)由汕利炭件件軸)5 I IS 225 J圖i. 2 xniMtu射的懺長分令用'-uni £¥£«*由圖可知由于大氣中不同成分氣體的作用，在AM1.5時(shí)，相當(dāng)一部分波長的太陽光已被散射和吸收。其中.臭氧層對(duì)紫外線的吸收最為強(qiáng)烈：水蒸氣對(duì)能量 的吸收最大，約20%被大氣層吸收的太陽能是由于水蒸氣的作用：而灰塵既能吸 收也能反射太陽光。2004006008001 0001 2002 /mn8B2電池的光»MJS曲找標(biāo)準(zhǔn)電池主要技術(shù)參數(shù)短路電流ISC開路電壓Voc填充因子FF （曲線因子） 光電轉(zhuǎn)換效

4、率n最大功率Pm （最佳工作點(diǎn)）最大工作電流Im 最大工作電壓Vm太陽能電池溫度系數(shù)a、0、V二極管基礎(chǔ):正向反向 一（飽和電流密度）肖克萊方程式:Js為飽和屯流密發(fā)理想情況下等效電路:1 ph二極管光生電流4二極管漏電（暗電流）I=lph Td=1冊(cè)-I0MqV/nkt)-l二極管正向電流:人為二極管反向飽和電流.瓦值等于在黑暗中通過PN結(jié)的少數(shù)載 流子的空穴電流和電子電流之和.q為電子電荷，U為等效二極背的端電壓；K為波爾茲曼常數(shù).T為絕對(duì)溫度：A為二極管的曲線因子，通常取值在2之間。太陽能電池實(shí)際等效電路： I乙i險(xiǎn)co+u-oRl旁路電阻的兩端電圧:=（+/?）S旁路電阻的電流：=&#

5、169;十？，）/尺.S7 = 1 ph - O 一 S = ph Z0exp（“© 十代）燈）-】sh串聯(lián)電阻:P基區(qū)1鋁背場(chǎng)銀鋁背面電詼銀正面電極根抑晶體確太陽電池的結(jié)構(gòu)可知U 串聯(lián)電W1可 以茂話刃，&=尺“+尺“十尺+斥i,+尺s+尺皿R十、尺h(yuǎn)分別足正面和背面電極金恆線屯阻； U 尺別足金屬一乎導(dǎo)休接仙電 W 尺足正而擴(kuò) 敬層的電阻欠b繪華區(qū)體電組。并聯(lián)電阻：Rsh主要是電池邊緣漏電，電池表面污染或耗盡區(qū)內(nèi)的復(fù)合 虧甕杲起，這幾種電流構(gòu)成漏電流。并聯(lián)電阻越大，漏電流補(bǔ)充：漏電流：我們都知道，太陽能電池片可以分3層，即薄層（即N區(qū)），耗 盡層（即PN結(jié)），體區(qū)（即卩區(qū)

6、），對(duì)電池片而言，始終足有一些有害 的雜質(zhì)和缺陷的，有些是硅片本身就有的，也有的是我們的工藝中形成的， 這譽(yù)有害的雜質(zhì)和缺陷可以起到復(fù)合中心的作用，可以虜獲空穴和電子， 便它們復(fù)合，復(fù)合的過程始終伴隨著栽流子的定向移動(dòng)，必然會(huì)有微小的 電流產(chǎn)生，這些電流對(duì)測(cè)試所得的暗電流的值是有貢獻(xiàn)的，由薄層貢獻(xiàn)的 部分稱之為薄層漏電流，由體區(qū)貢獻(xiàn)的部分稱之為體漏電流。當(dāng)負(fù)載役從0變化到無窮的時(shí)候，就可以根據(jù)上式畫出太陽能 電池的負(fù)載特性曲線（伏安特性曲線）曲線上的每一點(diǎn)稱為工作點(diǎn)，工作點(diǎn)和原點(diǎn)的連線稱為負(fù)載線, 斜率為：丄/1 U + IR7 =仏- 0 - 0 = % -70 E（皿 + 忖阿-ij-顯然

7、，當(dāng)并聯(lián)電阻Rsh越大，串聯(lián)電阻越小，就越接近于理想的太陽 電池，電池的特性也就越好Rs和Rsh對(duì)IV曲線的影響:不同串聯(lián)電阻下的iv曲線不同并聯(lián)電阻下的IV曲線短珞電流ISC：在一定溫度和太陽光輻照度的條件下，太陽電池子在端電壓為0時(shí)的輸出電流I = I” 一 1d=一 /°exp(q V/nkT)-1令V=0，得到Isc = Iph太陽電池的短路電流Isc與電池的面積有關(guān)，面積越大，短路 電流也越大一般：單晶lsc=5.6A (125X125)多晶lsc=8.1A (156X156)開路電壓Voc：太陽能電池在空載情況下的端電壓為太陽能電池的開路電壓，用Uoc表示對(duì)于一般電池，可

8、以認(rèn)為接近于理想太陽能電池，即Rs=O, Rsh=oo|=0#可得:A*7"+ 1) q 八燈n 厶Qzo<7zo可見：太陽電池的開路電壓Uoc與太陽電池的面積大小無關(guān),般單晶Uoc=0.62V,多晶Uoc=0.615V電壓和短路電流的關(guān)系填充因子FF：FF是衡量太陽能電池輸出特性的氨要指標(biāo).是代表太陽能電池在帶最 佳負(fù)載時(shí)，能輸出的最大功率的特性，其值越大表示太陽能電池的輸 出功率越大。FF的值始終小于1。FF是一個(gè)重要的參數(shù)，反映太陽能電池的質(zhì)量，串聯(lián)電阻越大，短路 電流下降越多，填充因子也隨之減少的越多；并聯(lián)電阻越小，這部分 電流越大.開路電壓就下降的越多，填充因子隨Z也

9、下降的越多，太 陽能電池的串聯(lián)電阻越小.并聯(lián)電阻越大，填充因子也就越大.反映 到太陽能電池的電流-電壓曲線上就是曲線接近正方形.此時(shí)太陽能電 池可以實(shí)現(xiàn)很高轉(zhuǎn)換效率。FF取決于入射光強(qiáng)、材料的禁帶寬度、理想系數(shù)、串聯(lián)電阻和并聯(lián)電 阻等。對(duì)于有合適效率的電池，該值應(yīng)在0. 70-0. 85范圍之內(nèi)。光電轉(zhuǎn)換效率HUmlm為改太陽能電池最大輸出功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最佳工作電壓和最佳工作電流，A表示包括柵線在內(nèi)的電池總面積，Pin為單位面積入射光的功率。Pm=Isc*Voc*FF匸侶_ ：FFA匕APPm. Im. Um：P=UI,然后對(duì)乘積求極1r<電淤L油收系數(shù)：I.“ = A（l + aA7&#

10、39;）a=+ （ 0.060. l）%/rIli丿尺溫虔:系數(shù)：U=U°（1 +處廠）片一（0304）%/92.50"V功率溫度系數(shù)：=兀（I +於?。╇S著溫度升高，開路電壓變小而短 路電流略微增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的 降低。Y= （03505）%/*C溫度升高，短路電流少量增加.開路電壓嚴(yán)重降低，因?yàn)殚_壓與半導(dǎo)體材 料的禁帶寬度有關(guān)，禁帶寬度隨溫度變化而變化P.Voc . 1st的溫度特性W8.22 iM廈對(duì)晶體汗電ftWJt電爪和尢電淹的基本關(guān)系式：1 FF=Pm/ (Voc lsc)=lmVm/ (Voc Isc)2 Pm=lsc*Voc*FF3 Pm=lm*Vm4 Pout=AM*S *EffEff=Pout/Pin=FFx Voc Isc/lOOOS, S單位為 m2串聯(lián)電阻魚骨圖:電極屯阻|接觸電阻串聯(lián)電阻RS