1、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)測試簡化電路:太陽能電池測試曲線太陽能電池測試曲線標(biāo)準(zhǔn)測試條件標(biāo)準(zhǔn)測試條件地面標(biāo)準(zhǔn)陽光光譜采用總輻射的地面標(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，生產(chǎn)中使用的溫度測量系統(tǒng)，準(zhǔn)確度為2123AM1.5 1000W/m2 ， 1000W/m2是標(biāo)準(zhǔn)測試太陽電池的光線的輻照是標(biāo)準(zhǔn)測試太陽電池的光線的輻照度。度。太陽光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（太陽光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（IECTC82）規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)測試條件：地面用太陽能電）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：池的標(biāo)

2、準(zhǔn)測試條件為：測試溫度：252，光源光譜輻照度，光源光譜輻照度1000W/m2，并且具有標(biāo)準(zhǔn)的，并且具有標(biāo)準(zhǔn)的AM1.5太陽能光譜輻照度分布。太陽能光譜輻照度分布。AM（ air mass 大氣質(zhì)量大氣質(zhì)量）為了描述大氣吸收對太陽為了描述大氣吸收對太陽輻照能量及其光譜的分布輻照能量及其光譜的分布的影響，引入大氣質(zhì)量，的影響，引入大氣質(zhì)量，如果把太陽當(dāng)頂垂直于海如果把太陽當(dāng)頂垂直于海平面的太陽輻射穿過大氣平面的太陽輻射穿過大氣高度作為一個大氣質(zhì)量，高度作為一個大氣質(zhì)量，則太陽在任意位置時大氣則太陽在任意位置時大氣質(zhì)量定義為從海平面看太質(zhì)量定義為從海平面看太陽通過大氣的距離與太陽陽通過大氣的距離與

3、太陽在天頂時通過大氣距離之在天頂時通過大氣距離之比。比。 由圖可知由于大氣中不同成分氣體的作用，在由圖可知由于大氣中不同成分氣體的作用，在AM1.5時，相當(dāng)一部分波長的時，相當(dāng)一部分波長的太陽光已被散射和吸收。其中，臭氧層對紫外線的吸收最為強(qiáng)烈；水蒸氣對能量太陽光已被散射和吸收。其中，臭氧層對紫外線的吸收最為強(qiáng)烈；水蒸氣對能量的吸收最大，約的吸收最大，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。收也能反射太陽光。標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 短路電流短路電流 Isc 開路電壓開路電壓 Voc 填充

4、因子填充因子 FF（曲線因子）（曲線因子） 光電轉(zhuǎn)換效率光電轉(zhuǎn)換效率 最大功率最大功率 Pm（最佳工作點(diǎn)）（最佳工作點(diǎn)） 最大工作電流最大工作電流 Im 最大工作電壓最大工作電壓 Vm 太陽能電池溫度系數(shù)太陽能電池溫度系數(shù) 、 、二極管基礎(chǔ)：肖克萊方程式：肖克萊方程式：1exp0TkqVJJJJsnp-Js為飽和電流密度理想情況下等效電路：理想情況下等效電路：二極管正向電流：二極管正向電流：q為電子電荷，為電子電荷，U為等效二極管的端電壓；為等效二極管的端電壓；K為波爾茲曼常數(shù)，為波爾茲曼常數(shù)，T為絕為絕對溫度；對溫度；A為二極管的曲線因子，通常取值在為二極管的曲線因子，通常取值在12之間。之

5、間。 為二極管反向飽和電流，其值等于在黑暗中通過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)載結(jié)的少數(shù)載流子的空穴電流和電子電流之和，流子的空穴電流和電子電流之和，0Ip hI二極管光生電流二極管光生電流DI二極管漏電（暗電二極管漏電（暗電流）流）1exp0nkTqVIIIIIphDph太陽能電池實(shí)際等效電路太陽能電池實(shí)際等效電路：shRI()/shLUIRRs旁路電阻的電流：shRU()shUIRs旁路電阻的兩端電壓 ：exp()1()0UIRsIIIIIIq UIRnkTphDshphsRsh串聯(lián)電阻：串聯(lián)電阻：并聯(lián)電阻：并聯(lián)電阻： Rsh 主要是電池邊緣漏電，電池表面污染或耗盡

6、區(qū)內(nèi)的復(fù)合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，漏電流就越小就越小。 漏電流：我們都知道，太陽能電池片可以分漏電流：我們都知道，太陽能電池片可以分 3 3 層，即薄層（即層，即薄層（即 N N區(qū)），耗區(qū)），耗盡層（即盡層（即 PN PN 結(jié)），體區(qū)（即結(jié)），體區(qū)（即 P P 區(qū)），對電池片而言，始終是有一些有害區(qū)），對電池片而言，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，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

7、質(zhì)和缺陷可以起到復(fù)合中心的這些有害的雜質(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，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，必然會有微小的使它們復(fù)合，復(fù)合的過程始終伴隨著載流子的定向移動，必然會有微小的電流產(chǎn)生，這些電流對測試所得的暗電流的值是有貢獻(xiàn)的，由薄層貢獻(xiàn)的電流產(chǎn)生，這些電流對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。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：補(bǔ)充：LR當(dāng)負(fù)載當(dāng)負(fù)載 從從0變化到無窮的時候，就可以根據(jù)上式畫出太陽能變化到無窮的時候，就可以根據(jù)上式畫出太陽

8、能電池的負(fù)載特性曲線（伏安特性曲線）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，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：斜率為：顯然，當(dāng)并聯(lián)電阻顯然，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電池，電池的特性也就越好exp()1()0UIRsIIIIIIq UIRnkTphDshphsRsh不同串聯(lián)電阻下的不同串聯(lián)電阻下的IV曲線曲線不同并聯(lián)電阻下的不同并聯(lián)電阻下的IV曲線曲線Rs 和和Rsh對對IV曲線的影響：曲線的影響：1exp0nkTqVII

9、IIIphDph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時的輸出電流時的輸出電流令令V=0, 得到得到Isc = Iph太陽電池的短路電流太陽電池的短路電流Isc與電池的面積有關(guān)，面積越大，短路與電池的面積有關(guān)，面積越大，短路電流也越大電流也越大一般：單晶一般：單晶Isc=5.6A (125X125) 多晶多晶Isc=8.1A (156X156)短路電流短路電流 Isc：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表示表示對于一般電池，可以認(rèn)為接近于理

10、想太陽能電池，即對于一般電池，可以認(rèn)為接近于理想太陽能電池，即Rs=0, Rsh=,令令I(lǐng)=0,可得：可得：00ln (1)lnp hp ho cIIA k TA k TUqIqI可見：太陽電池的開路電壓可見：太陽電池的開路電壓Uoc與太陽電池的面積大小無關(guān)，與太陽電池的面積大小無關(guān)，一般單晶一般單晶Uoc=0.62V, 多晶多晶Uoc=0.615V開路電壓開路電壓Voc：填充因子填充因子 FF：scocmscocmpmpIVPIVVIFFFFFF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，能輸出的最大功率的特性

11、，其值越大表示太陽能電池的輸佳負(fù)載時，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。出功率越大。FFFF的值始終小于的值始終小于1 1。FFFF是一個重要的參數(shù)，反映太陽能電池的質(zhì)量，串聯(lián)電阻越大，短路是一個重要的參數(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，反映陽能電池的串聯(lián)電阻越小，

12、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，此時太陽能電電壓曲線上就是曲線接近正方形，此時太陽能電池可以實(shí)現(xiàn)很高轉(zhuǎn)換效率。池可以實(shí)現(xiàn)很高轉(zhuǎn)換效率。FFFF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。阻等。 對于有合適效率的電池，該值應(yīng)在對于有合適效率的電池，該值應(yīng)在0.70-0.850.70-0.85范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。光電轉(zhuǎn)換效率光電轉(zhuǎn)換效率：mminI UAPUmIm為改太陽能電池最大輸出功率點(diǎn)對應(yīng)的最佳工作電壓為改太陽能電池最大輸出功率點(diǎn)對應(yīng)的最佳

13、工作電壓和最佳工作電流，和最佳工作電流，A表示包括柵線在內(nèi)的電池總面積，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。為單位面積入射光的功率。Pm=Isc*Voc*FFmmscocininI UI V FFAPAPPm，Im，Um：P=UI，然后對乘積求極值，然后對乘積求極值溫度系數(shù)，隨著溫度隨著溫度升高升高，開路電壓變小而短，開路電壓變小而短路電流略微增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的路電流略微增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的降低。降低。0I(1)scIT 電流溫度系數(shù)：oc0U(1)UT 電壓溫度系數(shù)：max0P(1)PT功 率 溫 度 系 數(shù) ： =+（0.060.1)%/=（0.30.4)%/=（0.350.5)%/溫度升高，短路電流少量增加，開路電壓嚴(yán)重降低，因為開壓與半導(dǎo)體材溫度升高，短路電流少量增加，開路電壓嚴(yán)重降低，因為開壓