太阳能电池伏安特性.ppt

太阳能电池的伏安特性
太阳能电池的工作原理
理想太阳能电池等效电路图和伏安特性曲线
实际太阳能电池等效电路图和伏安特性曲线
太阳能电池伏安特性测试和影响因素
当太阳光照射到太阳能电池上并被吸收时,其中能量大于电池吸收材料禁带宽度Eg的光子把价带中电子激发到导带上去,形成导带电子,价带中留下带正电的空穴,即电子——空穴对,通常称它们为光生载流子。导带电子和价带空穴在不停的运动中扩散到pn结的空间电荷区,被该区的内建电场分离,电子被扫到电池的n型一侧,空穴被扫到电池的p型一侧,从而在电池上下两面(两极)分别形成了正负电荷积累,产生“光生电压”。如果在电池的两端接上负载,在持续的太阳光照下,就会不断有电流经过负载,这就是太阳能电池的基本工作原理。
太阳能电池的工作原理
pn结基本结构
在持续光照条件下,太阳能电池可看成一恒流源;黑暗条件下,太阳能电池是一普通的二极管,具有整流特性(单向导电性),可得到理想太阳能电池的等效电路图。等效电路中恒流源与单向导通的二极管并联,光生电流Jsc分流到二极管上的电流即为Jdark,对外输出电流为J
理想太阳能电池的等效电路图
理想太阳能电池的伏安特性方程
太阳能电池
1)短路状态
2)断路状态
3)外接负载,正常工作状态
理想太阳能电池伏安特性曲线
最佳工作点(最大输出功率)
太阳能电池电流与太阳能电池面积S密切相关,即I=J·S
描述太阳能电池的重要参数
1)最大输出功率
2)填充因子
3)光电转换效率
材料的禁带宽度直接影响到光能转换为电能的效率,~,GaAs和CdTe是带隙较为理想的材料
实际太阳能电池的等效电路
对于实际的太阳能电池器件,太阳能电池各层材料、前表面和背表面电极接触及引线接触等都会引入了附加电阻,在等效电路中,可将其总效果用串联电阻Rs来表示。
此外,由于电池边沿的漏电和制作金属化电极时,在电池的微裂纹、划痕等处形成的金属桥漏电等,使一部分本应通过负载的电流短路,这种影响可用并联电阻Rsh来等效。