单晶硅太阳电池片面积对其电性能的影响.pdf

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1、2014年第25期(总第304期)南(CumulativNeOty．N2O5．2014．304)单晶硅太阳电池片面积对其电性能的影响周筱丽(宁夏银星能源股份有限公司，宁夏银川750021)摘要：单晶硅太阳能电池片因其光电转换效率高、使用寿命长等优点，在太阳能发电中的使用量El益增多。文章主要在产业化生产线中研究了单晶硅太阳能电池片的面积对其电性能的影响，研究表明：面积较大的电池片，其光电转换效率、短路电流和填充因子较大，串联电阻较小，其中短路电流和串联电阻的变化尤为显著；开路电压基本不受电池片面积的影响。关键词：单晶硅太阳电池；电池片；硅片；光电转换效率；电

2、性能参数中图分类号：TM914文献标识码：A文章编号：1009-2374(2014)25-0083-03石油、煤炭等传统能源属不可再生能源，随着开发效率E而影响电池片的转换效率的主要电性能参数量的日益增大，储量逐渐下降，导致燃料价格上升，有：开路电压V短路电流I和填充因子F．F，此外，能源格局不稳定。此外，传统能源的使用常伴随着大气串联电阻R和并联电阻R对转换效率也有很大影响。由污染等环境问题。面临日益严峻的能源问题，受地域于并联电阻R。是一个虚拟电阻，指由p-n结的不完整性限制性小、环境友好的太阳能发电无疑成了可持续清而造成P—n结的中间部分或边缘有泄漏电

3、流产生，相当洁能源的首选。目前太阳能电池市场中，晶硅太阳能于一个泄漏电阻并联在电池的两极之间，在此将不做具电池占90％以上，而单晶硅太阳能电池片由于光电转换体研究。表1是两种规格电池片各5000片数据电性能参效率高、使用寿命长等优点，在太阳能发电中的使用量数的平均值及其对比分析。日益增多。单晶硅电池片的规格多样化，目前用于光伏表1电池电性能参数对分表电站发电的单晶太阳能电池片主要有125mm×125mm、156r~×156mm两种大类规格，本文在产业化生产线中分别对这两种规格的电池片做了对比试验，重点研究了单晶硅电池片的面积对电池电性能的影响。1试验过程1．

4、1硅片选择注：差值比例=l(156参数值一125参数值)l／125参数值}10O％同一硅片厂家、同种方法(西门子法)制造的2．1面积对短路电流和开路电压的影响同等质量单晶硅片，分别选取规格为Sl25m165mm和表1中S156电池片~LS125电池片的I高3．17A，差值$156中200mm(后面简称S125和S156)的硅片各5500片。比例较大，为54．86％，可见电池片面积对短路电流有较1．2加工大的影响；而S156电池片的V。与S125的仅相差0．O01V，使用125一l56可相互切换的同一柔性生产线，将硅差值比例为0．19％，在工艺波动的范围内。片

5、加工成电池片。工艺流程为：清洗制绒一酸洗一扩太阳能电池的等效电路图如图1所示：散一刻蚀(干法)一去磷硅玻璃一镀减反射膜(PECVD)一丝网印刷一烧结一测试分选。1．3分析样本选取加工完毕，在两批测试分选数据中去除异常数据后，按转换效率由高至低分别选取5000片的数据作为分析样本。2结果与讨论图1太阳能电池等效电路图衡量太阳能电池片发电性能的主要指标是光电转换当外接负载被短路，即R=0时，V=O，流经二极管．83．的暗电流I可忽略不计，此时的电流I为短路电流I稍高，差值比例为0．99％。填充因子的差异，很大程度上是因为受到串联电阻的影响。Iph=I。h+I。=

6、>I；—HI_(1)黜∞由此可知，当光生电流I。一定时，I。的大小与串联善竹差f。电阻R和并联电阻R有关。"t‘当R>R。时，I≈，即I≈·4(2)其中，为光生电流密度，A为包括栅线图形在内图3F．F随R。增大的变化图的电池片的总面积。图3是F．F随R增大的变化趋势图，其中X轴0~5000由式(2)可知，I。与电池片面积有直接的关系，和5000~10000分别为5000片S156和s125电池片，每个且随电池片面积的增大而增大。规格的电池片均按R数值由小到大的顺序排列，以观察有研究表明，当外接电路断开，即R一+一，I=O对应的F．F值的变化趋势。图4中显示，

7、S156和$125电池时，电压V为开路电压V片的F．F数值均随R。的增大而减小，且sl56电池片的填学4咯1+I】=了k4TeJ+I)(⋯3)充因子数值较sl25的整体偏高，这与S156电池片的串联其中I。、J。分别为二极管反向饱和电流及其电流密电阻值较S125的整体偏低相对应。因此电池片面积大小度，由此可见，电池片的开路电压V。与电池片的面积无对串联电阻的影响，间接影响了填充因子，且较大的电关。由此可见，理论与实际结果统一，面积对开路电压池片面积有利于填充因子的提高。基本没有影响。2．4面积对光电转换效率的影响2．2面积对串联电阻的影响从表l可知Si56电

8、池片的E盯值比Sl25电池片的E虹表l中显示，s15