硅型光伏电池的电特性及太阳能发电

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1、硅型光伏电池的电特性及太阳能发电本文由狗狗上月球贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。硅型光伏电池的电特性及太阳能发电　隆志军　，王　秋　，谢观健。，陈　海　，郭金基。，杨欢军　。王文欢－　（．１中山盛兴股份有限公司，广东中山　　５８１；２中山大学应用力学与工程系．广东广州２４２．　　５０７）１２５　电池的电特性，讨论等效电路图、伏安特性曲线和硅电池的光照特性，介绍阳光跟踪器　。　池；等效电路图；伏安特性曲线；光照特性曲线；阳光跟踪器　中国分类号：Ｔ１　Ｍ６５文献标识码：Ａ　文章编号：１０—４２（００８０８－３０９

2、９９２１）０—０２０　太阳能电池是直接把光能转换为电能的半导体器件．　其工作原理是：太阳光照在半导体ＰＮ结上，形成新的空　—穴一电子对，在ＰＮ结电场的作用下，空穴由ｎ区流向Ｐ—　效应而产生的电流（称光生电流），看作是一个恒流源　简Ｄｈ与一只正向二极管并联，，为流过二极管的正向电流．又　ｄ称为暗电流。尺　为旁路电阻，是由光电池表面污浊和半导　体晶体缺陷引起的漏电流所对应ＰＮ结漏泄电阻和电阻　＿边缘的漏泄电阻等组成，约几千欧姆；　称为漏泄电流。　区，接通电路后就形成电流。由单品或多晶硅片半导体器　件组成的太阳能电池，简称为硅型光伏电池。　太阳能发电有两种方式，一种是光

3、一热一电转换方　式，另一种是光一电直接转换方式，目前主要采用光一电　直接转换方式。光一电直接转换方式是利用光电效应，将　尺为与外电路负载电阻尺串联的电阻，。由电池的体　　　　是电阻、表面电阻、电极导体电阻、电极与硅表面间接触电　阻和金属导体电阻等组成，约为ｌ，Ｒｎ　。为硅光电　均太阳辐射能直接转换成电能，光～电转换的基本装置就是　太阳能电池。晶体硅太阳能电池是一种由于光生伏特效应　而将太阳光能直接转化为电能的器件．是一个半导体光电　二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会　把太阳的光能变成电能，产生电流。　池本身固有电阻，相当于光伏电池的内阻。暗电流　可

4、用　下式表示…：　厶（?＝　］Ｌｐ　　一式中：，为光伏电流内部等效二极管的ＰＮ结反向饱　ｎ—和电流；ｑ为基本电荷常数；ｎ为ＰＮ结二极管曲线因子，　为玻尔兹曼常数；Ｔ为硅光电池工作温度。　光生电流　是光强和温度的函数，表示为：　以下讨论硅型光伏电池的电路特性。　１硅型光伏电池的电路特性　硅型光伏电池的等效电路图如图１示，由光生伏特　所、ｌ一［　Ｉ　，ｄ　　ｌｌ　　１　ｌ，　Ｒｌ　。，　　］（ｐ（＋／ｈ＝ｓｏ＂　式（）中：Ｓ太阳辐射照度（ｍ）ｏ标准测试　２Ｗ／　；Ｔ为下硅光电池温度；　为标准测试下硅光电池短路电流；Ｓ　ｏ为温度影响系数。　从图１可看出，接入负载电阻Ｒ．

5、电流，为：．后Ｌ　１Ｌ＝Ｉｈ一』　ｈ。ｄ—　Ｕｄ＝，Ｒｓ＋，ＲＬＬ‘Ｌ?　（）３　（　４）（）５　图ｌ硅型光伏电池等效电路图　　收稿日期：２１—５２　０００—４Ｕｄ＝　ｈＲｓ　研究与　将（）（）式代人（）式得：１、５３　Ｔ　１＝（　７）（）填充因子　：受光照硅光电池的最大输出功率　６ＩＩ，ｐ　　ｖ＃０　一　曲＝－ｅ）［ｘ＿（６）　Ｐ与该电池的开路电压　和短路电流，乘积之比，即：ｍ耻　Ｆ＝Ｆ　?　（　８）以上（）　（）及（）式可以得到受太阳辐射照度　１、２６．ｓ，硅光电池工作温度　和外负载电阻　影响的硅光电池　的电压一电流关系曲线，简称为伏安（一，　）特性曲线，　若

6、选取输出电压　为横坐标　轴，输出电池，竖坐标Ｙ为　轴．可以得到电压一电流特性曲线，如图２所示。描述硅　光伏电池特性的参数主要包括以下部分［。３　１（）开路电压　１：硅光电池处于开路状态，尺ｔ＋『　＿硅光伏电池的特性参数通常都是在Ａ．Ｍ１５太阳光谱，　温度为２ｑ５Ｃ．光源辐射照度为１０Ｗ／　标准测试条件　００ｍ的下得到的．其特性曲线受温度和入射光谱、辐射照度影响　很大，例如（）式中硅光电池内部等效二极管反向饱和　１电池．可用下式计算：　时电池两极之间的电位差。　（）短路电流ｋ：硅光电池处于短路状态，Ｒ＿　时　２ｔ测量的电流。　（）最大输出功率　：硅光电池卜Ｕ特性曲线

7、上，３　电流与电压乘积的最大值。　ＩＴｐＥ　ｏ３　＝ｅ　１Ａｘ／度。　（９）　（Ｏ）１　式（）中：Ａ为常数；Ｅ９　为绝对零度下外插禁带宽　硅光伏电池的工作温度。可由下式计算：　Ｔ＝＋?　　　｜Ｓ（）最佳工作电流，和最佳工作电压　：硅光电池　４ｍ，’　特性曲线上最大功率所对应的电流和电压，如图２中　Ｍ点（、，　ｍ１／ｍＡ　式（０中：１）　为环境温度；　为硅光电池的温度系　数：Ｓ为太阳辐射照度。　）。　硅光伏电池的温度特性，可参看文献［］的讨论，２　开路电压　随温度升高而下降，短路电流　随温度升高　而上升，但电池的转换效率　随温度升高而下降，温度每　，ｃｓ　升高ｌ。硅

8、光电池电池