太阳能电池测试ppt课件.ppt

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1、理论基础电池测试的工艺要求效率损失机理测试仪操作方法测试仪描述测试仪工作原理测试仪结构测试仪操作规程测试仪安全规程常见故障处理及预防措施电池测试的工艺要求标准测试条件:辐照度为1000W/m2，太阳电池温度为25±℃，大气质量AM1.5。辐照度:入射到单位表面面积上的辐射功率（W/cm2）大气质量:AM是airmass的简称,意思是大气质量.是指太阳光穿过大气层的光学路径.在地球的大气层外的太阳光谱分布,大气质量定义为零,即AM0。AM1:光谱接近于太阳光直接垂直射地面时的光谱分布；AM1.5:光谱接近于太阳光直接48

2、.2度照射地面时的光谱分布；辐射照度与电性能的关系由于光伏效应，当光照射到太阳电池上，太阳电池吸收一些光后便有一定的电流产生。PmIscImVoc0I/P电流／功率M辐射照度IVVm0IscVocM(辐射照度）与P（功率）之间的关系？(辐射在电池上的能量与太阳电池产生的能量之间有什么样的关系)。对于不同的能量即辐射照度，电池产生的电流I、功率P和曲线的斜率是不同的，即P/M是不同的。两者基本上成线形关系。太阳电池对光谱中不同光的响应是不同的。太阳电池产生的能量，即太阳电池的转化效率，定义为Eff=P/MS，即受光照射的

3、太阳电池的最大功率与入射到该电池上的全部功率的百分比。IV曲线通过测试的方法，可以得到太阳电池的电流I与电压V的关系曲线（IV），太阳电池在这个测试条件下的最大功率Pm，Pm＝ImVm。最大功率点Pm对应的电流、电压分别是Im和Vm，Pm＝ImVm；也就是说，在这条I-V曲线上，I和V的乘积即P总会出现一个最大的值，那么这个最大P（Pm）即为最大功率，对应的I、V分别成为最佳工作电流Im和最佳工作电压Vm。在曲线的两个末端即V＝0时对应的I和I＝0时对应得V分别表示在端电压为0（短路）和空载（开路）情况下的输出电流和端

4、电压，分别为Isc和Voc表示，称为短路电流和开路电压。但是不同的电池，其I-V曲线是不同的，如上图，曲线可能更加平缓一些。为了区分不同I-V曲线形状的电池，引入了填充因子的概念。填充因子即太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比，用FF表示，FF＝Pm/IscVoc＝ImVm/IscVoc。总结以上概念，Eff＝Pm/MS，Pm＝FFIscVoc。对于标准状况下，M＝1000W/m2＝100mW/cm2。太阳电池的电压基本上是由基体材料本身的禁带宽度所决定的，而电流是与太阳电池的面积成正比的，所以引入了电流密度

5、的概念，规定太阳电池单位面积上的短路电路为短路电流密度，用Jsc表示，单位是A/m2或者mA/cm2。主界面电流与辐照度的关系在理想的条件下，入射到电池表面能量大于材料禁带宽度的每一个光子产生一个电子流过外电路。在一般状况下，辐射照度越大，电流越高。对于晶体硅太阳电池，辐射照度从0上升到4000W/m2，短路电流一直成上升趋势，而且几乎成线形上升。电流、电压与温度的关系太阳电池的短路电流并不强烈地依赖温度。随着温度上升，短路电流略有增加。这是由于半导体禁带宽度通常随温度的上升而减小使得光吸收随之增加的缘故。电池的其他参

6、数，开路电压和填充因子都随着温度上升而减小。温度每升高1℃，晶体硅太阳电池的Voc将约下降0.4%。Voc的显著变化导致输出功率和效率随温度升高而下降，每升高1℃，晶体硅太阳电池的输出功率将减少0.4%—0.5%。注意事项：及时检查温度及光强是否符合要求。效率的损失机理1短路电流损失裸露的太阳电池表面对光的反射相当大，即使增加了减反射膜，对光反射率也在10%左右。反射光必然导致光生电子数量的减少。电池的正面电极也遮掉了5%—15%的入射光。如果电池不够厚，进入电池的一部分具有合适能量的光线将从电池背面直接穿出去。短路电

7、流损失的另外一个原因是半导体内的及表面的复合。只有在p-n结附近产生的电子-空穴对才能对短路电流作贡献。远离结产生的载流子在它们从产生点移动到器件的终端之前，很可能被复合。2开路电压损失决定Voc的主要过程是半导体中的复合。半导体中的复合率越低，Voc越高。而复合率高的主要原因就是有害杂质的作用，对于多晶硅，晶粒间接是主要的复合中心。3填充因子的损失太阳电池都有寄生的串联电阻和并联电阻。串联电阻Rs的主要来源是：制造电池的半导体材料的体电阻、电极及电极和半导体之间的接触电阻。并联电阻Rsh则是由于p-n结漏电引起的，其

8、中包括绕过电池边缘的漏电及由于结区存在晶体缺陷和外来杂质的沉淀物所引起的内部漏电。测试要在标准测试条件下进行，测试条件的温度可以通过简单的温度控制装置达到，测试用的光源一般用加了滤光片的氙灯来模拟阳光，也有的测试仪用钨灯。但是由于辐照度很难直接测量，所以通过间接的办法来确定测试时的辐照度。首先用已经具有很准确辐照度数值的权威测试仪