光伏電池內(nèi)電阻

1、太陽(yáng)電池串聯(lián)電阻的一種精確算法晶體硅太陽(yáng)電池制作過(guò)程中由于擴(kuò)散制結(jié)、印刷電極等操作，在電極與硅片的接觸面上會(huì)產(chǎn)生接觸電阻。上表面的接觸電阻為柵線和總線與擴(kuò)散層的接觸面產(chǎn)生的電阻，下表面的接觸電阻為背電極與基區(qū)的接觸面產(chǎn)生的電阻。同時(shí)在太陽(yáng)電池內(nèi)部也存在基片電阻、擴(kuò)散區(qū)的薄層電阻等。在運(yùn)行時(shí)這些電阻和負(fù)載串聯(lián)在同一回路上，稱為電池的串聯(lián)電阻，常用咫表示。減小串聯(lián)電阻可以提高太陽(yáng)電池的短路電流。Caballero提出一種計(jì)算太陽(yáng)電池串聯(lián)電阻的模型，我們對(duì)該模型及其模型中的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)絲網(wǎng)印刷太陽(yáng)電池，根據(jù)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量計(jì)算。首先根據(jù)太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)(圖1)做出串聯(lián)電阻等效電路(圖2)。圖

2、2中Rbus表示總線的電阻，Rf表示柵線(finger)的電阻，Rfc表示前接觸層(front contact)的電阻，Remitter表示擴(kuò)散層。(emitter layer)的電阻，Rb表示基區(qū)(base)的電阻，Rbc表示背接觸(back contact)電阻。太陽(yáng)電池的總串聯(lián)電阻匙為上面6個(gè)分電阻之和：一、串聯(lián)電阻各分電阻數(shù)學(xué)表達(dá)式推導(dǎo)下面我們將部分推導(dǎo)驗(yàn)證串聯(lián)電阻構(gòu)成要素的電阻表達(dá)式，首先給出擴(kuò)散層的功率表達(dá)式：放人電池模型整體中，其中：式中：JL是光生電流密度，S表示柵線間隔，L為電池邊長(zhǎng)，n為柵線數(shù)，Re為擴(kuò)散層電阻。對(duì)于前后接觸電阻，Rfc和Rbc應(yīng)用半導(dǎo)體一金屬接觸電阻除以接

3、觸面積；對(duì)于前接觸面，接觸面積為柵線的底面積加上總線的底面積，并減去柵線和總線交叉部分的底面積，柵線底面積為(L/s)wfL，總線底面積為2(L/s)wbusS，交叉部分面積為2(L/s)wbuswf，且前接觸電阻率為Rfrontpaste，所以前前接觸電阻為：對(duì)于背接觸電阻，接觸面積為L(zhǎng)2，背接觸電阻率為Rbackpaste，可得背接觸電阻：綜上可知，串聯(lián)電阻各部分電阻的表達(dá)式如式(10)、式(15)、式(18)式(21)所示。二、利用模型對(duì)串聯(lián)電阻進(jìn)行計(jì)算以工業(yè)生產(chǎn)中典型的125mmX125mm 電池進(jìn)行具體計(jì)算，將參數(shù)代人公式，先計(jì)算各部分?jǐn)?shù)值，最后計(jì)算出串聯(lián)電阻。電池基區(qū)厚度Wbase

4、為240m，硅的電阻率base為1 ·cm，：對(duì)于總線電阻Rbus，式中n表示焊接點(diǎn)的數(shù)目，又總線厚度hbus為5m，結(jié)合上面其它數(shù)據(jù)，可得：對(duì)于前接觸電阻Rfc，Rfrontpaste。為1.0x 10-4·cm ，結(jié)合前面數(shù)據(jù)，可得：對(duì)于背接觸電阻Rbc，Rbackpaste為1.Ox 10-4·cm，結(jié)合前面數(shù)數(shù)據(jù)，可得：三、生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證我們?nèi)=8，利用生產(chǎn)線測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證該串聯(lián)電阻數(shù)學(xué)模型是否與實(shí)際相符。取n=8時(shí)，Rs=4.838 m。數(shù)據(jù)見(jiàn)表1?？梢钥闯鲭姵氐膶?shí)際測(cè)試串聯(lián)電阻在4.533 m到5.085m的范圍內(nèi)。我們以這些串聯(lián)電阻實(shí)測(cè)值的平均值作為串聯(lián)電阻的實(shí)際值，即：四、 結(jié)束語(yǔ)南此我們可以看出：該模型的計(jì)算結(jié)果誤差很小。與實(shí)際測(cè)量結(jié)果吻合度高。根據(jù)建立的電池串聯(lián)電阻數(shù)學(xué)模型，可以進(jìn)行定量計(jì)算太陽(yáng)電池串聯(lián)電阻大小。并且將來(lái)可以進(jìn)一步分析串聯(lián)電阻與焊接點(diǎn)