电中性区的饱和电流及完整性因子;
I02,A2———空间电荷区的饱和电流及
完整性因子
该模型不仅考虑了
Rs 和 Rsh 对太阳能电池性能的影响,而且用指数的形
式概括地表示了不同机制下产生的
IVD,并将不同电压范围内的 IVD 决定因素
也考虑在内,因而具有更高的精度。
2.3 工程应用的模型
上述单指数和双指数模型是基于物理原理的最基本的解析表达式,已被广
泛应用于太阳能电池的理论分析中。但由于表达式中的参数,包括
Iph,I0(或
I01,I02),Rs,Rsh 和 A(或 A1,A2)与电池温度和日射强度都有关,确
定起来十分困难,因此不便于工程应用,在太阳能电池供应商向用户提供的技
术参数中也不包括这些参数。
工程用模型强调的是实用性与精确性的结合。
实际应用中,在设计各种系统时,考虑到数字仿真和模拟时的动态反应速
度及计算工作量,必须尽可能在工程精度允许的条件下简化模型。
工程用太阳电池的模型通常要求仅采用供应商提供的几个重要技术参数,
如短路电流
Isc、开路电压 Uoc、最大功率点电流 Im、最大功率点电压 Um、最大
功率点功率
Pm,就能在一定的精度下复现阵列的特性,并便于计算机分析。
鉴于单指数模型已足以精确描述太阳能电池的伏安特性,下面将在单指数
模型的基础上,通过忽略(
U+IRs)/Rsh 项和设定 Iph=Isc,得到工程实用的
太阳能电池模型。忽略(
U+IRs)/Rsh 项,是因为在通常情况下 Rsh 较大,有
几百到几千欧,该项远小于光电流;设定
Iph=Isc,是因为在通常情况下 Rs
远小于二极管正向导通电阻。
此外,定义:
①
开路状态下,
I=0,U=Uoc;
②
最大功率点时,
U=Um,I=Im。
据此,太阳能电池的
I-V 方程可简化为:
在最大功率点时,
U=Um,I=Im,可得: