第二、
但在实际过程中,就要将串联电阻和并联电阻考虑进去,
Isc 的方程如下:
当负载被短路时,
V=0,并且此时流经二极管的暗电流 I
D
非常小,可以忽略,
上式可变为:
第三
、由此可知,短路电流总小于光生电流
I
L
且
Isc 的大小也
与
Rs 和 Rsh 有关。
1.短路电流 Isc
当
V=0 时,Isc=I
L
。
I
L
为光生电流,正比于光伏电池的面积和入射光的辐照度 。
1cm2 光伏电池的 I
L
值均为
16~30mA。环境温度的升高,I
L
值也会略有上升,一
般来讲温度每升高
1
℃,I
L
值上升
78μA
2.开路电压 Voc
开路时,当
I=0 时,Voc=kT/qln(I
L
/I
S
+1) 太阳能电池的光伏电压与入射光辐照度
的对数成正比,与环境温度成反比,与电池面积的大小无关。温度每上升
1
℃,UOC 值约下降 2~3mV。该值一般用高内阻的直流毫伏计测量。 同时也与暗
电流有关。而对太阳能电池而言,
暗电流不仅仅包括
反向饱和电流
,还包括
薄层
漏电流
和
体漏电流
。(由于杂质或缺陷引起的载流子的复合而产生的微小电流)
漏电流:太阳能电池片可以分
3 层,即薄层(即 N 区),耗尽层(即 PN 结),
体区(即
P 区),对电池片而言,始终是有一些有害的杂质和缺陷的,有些是
材料本身就有的,也有的是工艺中形成的,这些有害的杂质和缺陷可以起到复
合中心的作用,可以虏获空穴和电子,使它们复合,复合的过程始终伴随着载
流子的定向移动,必然会有微小的电流产生,这些电流对测试所得的暗电流的
值是有贡献的,由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流,由体区贡献的部分称之
为体漏电流。
3.填充系数 FF
FF 是一个重要参数,反映太阳能电池的质量。
太阳电池的串联电阻越小,并联
电阻越大,填充系数越大。
反映到太阳电池的电流
-电压特性曲线上是曲线接近
正方形,此时太阳电池可以实现很高的转换效率
(
)
sh
1
S
q V IR
S
kT
SC
L
D
P
L
S
V IR
I
I
I
I
I
I e
R
+
+
= −
−
= −
− −
[
]
1
/
S
L
SC
L
SC
SC
S
sh
sh
R
I
I
I
I
I
R
R
R
= −
⇒
=
+
m m
oc sc
V I
FF
V I
=
m
I
m
m
sc oc
in
in
in
P
V
FFI V
P
P
P
η
=
=
=