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太阳能电池的基本特性与性能参数分析

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  简单地说,太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。太阳能电池的基本特性与性能参数,跟随小编来了解下。

太阳能电池的基本特性与性能参数分析

  太阳能电池的基本特性

  太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电环保电池的伏安特性三个基本特性。具体解释如下

  1、太阳能电池的极性

  硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构,P+和N+,表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;N和P,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。

  2、太阳电池的性能参数

  太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。

  3 太阳能电池的伏安特性

  P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳光谱时,能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg,小于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。因此,在太阳能电池的设计和制造过程中,必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。

  太阳能电池的性能参数

  1、开路电压

  开路电压UOC:即将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下,在两端开路时,太阳能电池的输出电压值。

  2、短路电流

  短路电流ISC:就是将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下,在输出端短路时,流过太阳能电池两端的电流值。

  3、最大输出功率

  太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的,将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大,即可获得最大输出功率,用符号Pm表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流,分别用符号Um和Im表示。

  4、填充因子

  太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF(fill factor),它是最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比。

  FF: 是衡量太阳能电池输出特性的重要指标, 是代表太阳能电池在带最佳负载时, 能输出的最大功率的特性,其值越大表示太阳能电池的输出功率越大。FF 的值始终小于1。串、并联电阻对填充因子有较大影响。串联电阻越大,短路电流下降越多,填充因子也随之减少的越多;并联电阻越小,其分电流就越大,导致开路电压就下降的越多,填充因子随之也下降的越多。

  5、转换效率

  太阳能电池的转换效率指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率,等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。太阳能电池的光电转换效率是衡量电池质量和技术水平的重要参数,它与电池的结构、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子辐射损伤和环境变化等有关 。

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