太陽能電池主要技術(shù)參數(shù)

太陽能電池主要技術(shù)參數(shù)第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日測試簡化電路:第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日太陽能電池測試曲線第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日標(biāo)準(zhǔn)測試條件地面標(biāo)準(zhǔn)陽光光譜采用總輻射的AM1.5標(biāo)準(zhǔn)陽光光譜25℃，生產(chǎn)中使用的溫度測量系統(tǒng)，準(zhǔn)確度為±2℃123AM1.51000W/m2

，1000W/m2是標(biāo)準(zhǔn)測試太陽電池的光線的輻照度。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)測試條件：地面用太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)測試條件為：測試溫度：25±2℃，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。第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日AM（

airmass大氣質(zhì)量）為了描述大氣吸收對(duì)太陽輻照能量及其光譜的分布的影響，引入大氣質(zhì)量，如果把太陽當(dāng)頂垂直于海平面的太陽輻射穿過大氣高度作為一個(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。第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日

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。第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日標(biāo)準(zhǔn)電池第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日主要技術(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)換效率η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)α

、β

、γ第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日二極管基礎(chǔ)：肖克萊方程式：----Js為飽和電流密度第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日理想情況下等效電路：二極管正向電流：q為電子電荷，U為等效二極管的端電壓；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1~2之間。為二極管反向飽和電流，其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，二極管光生電流二極管漏電（暗電流）第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日太陽能電池實(shí)際等效電路：第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日串聯(lián)電阻：第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日并聯(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)合電流引起，這幾種電流構(gòu)成漏電流。并聯(lián)電阻越大，漏電流就越小。

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P區(qū)），對(duì)電池片而言，始終是有一些有害的雜質(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，這些有害的雜質(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，使它們復(fù)合，復(fù)合的過程始終伴隨著載流子的定向移動(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。補(bǔ)充：第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日當(dāng)負(fù)載從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：顯然，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第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日不同串聯(lián)電阻下的IV曲線不同并聯(lián)電阻下的IV曲線Rs和Rsh對(duì)IV曲線的影響：第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日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Isc=5.6A(125X125)

多晶Isc=8.1A(156X156)短路電流Isc：第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日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，可以認(rèn)為接近于理想太陽能電池，即Rs=0,Rsh=∞,令I(lǐng)=0,可得：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)，一般單晶Uoc=0.62V,多晶Uoc=0.615V開路電壓Voc：第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日填充因子FF：FF是衡量太陽能電池輸出特性的重要指標(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，填充因子隨之也下降的越多，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)在范圍之內(nèi)。第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日光電轉(zhuǎn)換效率μ：UmIm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第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日Pm，Im，Um：P=UI，然后對(duì)乘積求極值第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日溫度系數(shù)α，β，γ隨著溫度升高，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。α=+（0.06~0.1)%/℃β=—（0.3~0.4)%/℃γ=—（0.35~0.5)%/℃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….第二十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日第二十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日基本關(guān)系式：1FF=