太阳能电池电性能参数与产线异常关系.ppt

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1、电性能参数与产线异常关系工艺B班陈世明太阳能电池主要依靠P-N结光生伏打效应来工作，当P型半导体和N型半导体紧密结合成一块时，两者交接处就形成了P-N结，设两块均匀掺杂质的P型硅和N型硅其掺杂浓度为NAND。在室温下，硼，磷原子全部电离，因而在P型硅中均匀分布着浓度为Pp的空穴（多子）及浓度为Np的电子（少子）。在N型硅中类似的均匀分布着浓度为Nn的电子（多子）及浓度为Pn的空穴（少子）。当P型硅和N型硅相互接触时，交界面两侧的电子和空穴浓度不同，于是界面附近电子将通过界面向下扩散运动，当它达到平衡时，于是界

2、两侧正，负电荷区形成一电偶层，称为阻挡层。因为电偶层中的电子或空穴几乎流失或复合殆尽，所以又称阻挡层为耗尽层，又因为阻挡层中充满了固定电荷，故此又称空间电荷区，其中存在由N区指向P区的电场，称为“内建电场”，显然，在内建电场作用下，将产生空穴向右，而电子向左的漂移，其方向正好与扩散方向相反太阳能电池的工作原理开路电压I=0R=+_V=VOCI=ISCR=0短路电路(0.5V,0mA)VI=0mW(0.43V,142mA)VI=61mWISCVOCPMAXSometypicalvalues实物图ISC

3、RSRSHRLOADCellISCRS=0RSH=RLOAD理想情况图中RS即为串联电阻：包括电池的体电阻、表面电阻、电极电阻、电极与硅表接触电阻等Rsh为旁漏电阻即为并联电阻，为硅片边缘不清洁及内部缺陷引起等效电路图图中RS即为串联电阻：包括电池的体电阻、表面电阻、电极电阻、电极与硅表接触电阻等Rsh为旁漏电阻即为并联电阻，为硅片边缘不清洁及内部缺陷引起电参数介绍Uoc:开路电压Isc：短路电流Rs：串联电阻Rsh：并联电阻FF：填充因子Pmpp：最大功率Umpp：最大功率点电压Impp：最大功率点电流

4、Irev1：反向电流1(-10V)Irev2：反向电流2(-12V)Ncell：转换效率PmppImppPmax△I△VRs是該段線斜率Rs=dU/(Isc1-Isc2)主界面主要参数UocOpenCircuitVoltage[V]开路电压IscShortCircuitCurrent[A]短路电流UmppVoltageatPmpp[V]工作电压ImppCurrentatPmpp[A]工作电流PmppMaximumPower[W]最大功率FFFillFactor[%]填充因子EIrradianceinPmpp[

5、W/m²]辐射照度nCellCellEfficiency[0..1]转换效率RsSerialResistance[Ohm]串联电阻RshShuntResistance[Ohm]并联电阻IapCurrentatUap[A]点电流Irev1ReverseCurrentatUrev1[A]反向电流1Irev2ReverseCurrentatUrev2[A]反向电流2PSLErrorHardwareError[0;1]UscVoltageatIsc[V]TempTemperature[°C]温度各个参数之间的关系在所

6、有参数中，只有电压和电流是测量值，其他参数均是计算值。Pmpp为在I-V曲线上找一点，使改点的电压乘以电流所得最大，该点对应的电压就是最大功率点电压Umpp，该点对应得电流就是最大功率点电流ImppRs为在光强为1000W/M2和500W/M2下所得最大功率点的电压差与电流差的比值，只是一个计算值，所以有时候会出现负值的情况Rsh为暗电流曲线下接近电流为0时曲线的斜率Irev1为电压为-10V时的反向电流Irev2为电压为-12V时的反向电流Rs和Rsh决定FFRsh和Irev1、Irev2有对应的关系计算公

7、式：Ncell=Pmpp/S（硅片面积）Pmpp=Umpp*Impp=Uoc*Isc*FFFF=（Umpp*Impp）/（Uoc*Isc）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

8、小使得光吸收随之增加的缘故。电池的其他参数，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。测试外部参数影响I/AU/V温度升高温度正常测试温度为25±2℃，随着温度的升高，开路电压急剧降低，短路电