太阳能电池的基本特性

袁　镇

贺立龙

(

西安创联电气科技

(

集团

)

有限责任公司　陕西西安　

710065)

摘　要

能源危机与环境污染是人类正面临的重大挑战

开发新能源和可再生清洁能源是

世纪最具决定影响的技术

领域之一。太阳能是一种取之不尽、

用之不竭的可再生清洁能源

对太阳能电池的研究与开发也变得日益重要。从太阳能

电池的结构、

工作原理出发

系统地论述了表征太阳能电池特性的短路电流、

开路电压和填充因子等参数以及外界条件对他

们的影响。

关键词

太阳能电池

;

短路电流

;

开路电压

;

填充因子

;

转换效率

中图分类号

: TN366

　　　　　文献标识码

　　　　　文章编号

:1004

373X(2007) 16

163

The Basic Characteristics of Solar Cells

YU AN Zhen , H E Lilo ng

( Xi′

an Chuanglian Elect ro nic Component ( Group) Co . L t d. , Xi′

an ,710065 ,China)

Abstract : The energy crisis and pollutio n of enviro nment is serio us challenge fo r human being. It is t he mo st critical and in

fluential technolo gy areas. Solar energy is a regenerative and clean energy. The research of solar cells beco mes mo re and mo re

impo rtant . In t his paper t he parameters which are used to character t he solar cells are systematically discussed based o n t he

st ruct ure and wo rking p rinciple of solar cells ,and t he effect of enviro nment co nditio ns o n t hese parameters are also discussed.

These parameters are sho rt circuit current ,open circuit voltage and fill facto r.

Keywords :colar cells ; sho rt circuit current ;open circuit voltage ;fill facto r ;co nversio n efficiency

收稿日期

:2007

　　太阳能电池是利用半导体光生伏特效应

( ( Photovol

taic Effect)

做成的半导体器件

也是一种电离辐射效应的

应用。

太阳能电池

( solar cell)

在太空中及地球上的应用均

非常广泛

他提供了人造卫星长时期的动力供应

并且是

地球能量来源的一个重要选择

因为他能以高转换效率将

日光直接转换成电能

能提供低成本而近乎永恒的动力

且几乎没有污染

[ 1 ,2 ]

。

1 　太阳能电池的极性

硅太阳能电池的一般制成

/ N

型结构或

/ P

型

结构

如图

所示。

图

　太阳能电池构形图

其中

第一个符号

即

和

表示太阳能电池正面

光照层半导体材料的导电类型

;

第二个符号

即

和

P ,

表

示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。

太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的

特性有关。在太阳光或其他照射时

太阳能电池输出电压

的极性

, P

型一侧电极为正

型一侧电极为负。

当太阳能电池作为电源与外电路连接时

太阳能电池

在正向状态下工作。当太阳能电池与其他电源联合使用

时

如果外电路的正极与电池的

电极连接

负极与电池

的

电极连接

则外电源向太阳能电池提供正向偏压

;

如

果外电源的正极与电池的

电极连接

负极与

电极连

接

则外电源向太阳能电池提供反向偏压。

2 　太阳电池的性能参数

(1)

开路电压

即将太阳能电池置于

100 mW/ cm

的

光源照射下

在两端开路时

太阳能电池的输出电压值。

可用高内阻的直流毫伏计测量电池的开路电压。

(2)

短路电流

就是将太阳能电池置于标准光源的照

射下

在输出端短路时

流过太阳能电池两端的电流。测

量短路电流的方法

是用内阻小于

Ω 的电流表接在太阳

能电池的两端。

(3)

最大输出功率

太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化

的

将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得

《现代电子技术》

2007 年第 16 期总第 255 期

集成电路