太阳能电池基本参数的影响因素分析
……太阳能电池影响因素
所有的太阳能电池组件标称的功率等参数都是在标准条件下测得的，这个标准条件就是组件温度25℃，光照为每平方米1000瓦，大气质量为AM1.5（从太阳表面放射出的光线,到达地球大气层时,会随着当地的纬度、时间与气象状况而改变。
也就是说，同一地点的直射日光，会随着四季不同的空气量而改变。
通过大气层的空气量称为空气质量即AM。
太阳光从天顶垂直通过大气层的空气量称为AM1，但在自然条件下，太阳光一般是倾斜通过大气层的，此时的空气量称为AM1.5。
）光谱特征，而一般太阳能电池都不是在此条件下工作的。
太阳能电池包括单晶硅、多晶硅、薄膜等类型,它们都是利用半导体的光伏效应发电的，其发电性能不可避免的受到结温的影响。
而结温又与环境温度、日照强度和通风情况有关在阳光的照射下，太阳能电池的结温会迅速升高。
特别是在阳光较强温度较高的夏季，组件的结温甚至高达70℃以上。
工作温度越高，非晶硅电池的优势越明显，非晶硅电池的年平均发电量比晶体硅电池多10%左右。
任何太阳能电站都是由若干组件串联，最后通过汇流并联而成。
设计组件串联，使其开路电压、工作电压等参数处于最佳值并与逆变器匹配。
要实现最佳匹配组件串联必须满足三个基本条件：第一，组件串联后的最大开路电压不能超过组件的最大系统电压（组件的安全电压,一般而言，大陆地区和欧洲地区规定此值为1000伏，北美地区为600伏）；第二，组件的最大开路电压不能超过逆变器的最大允许电压；第三，组件串联的工作电压要在逆变器的工作电压的跟踪范围之内。
但是需要特别强调是上述三点内容都受温度和光照的影响。
太阳能电池的输出功率在达到25℃最佳工作温度后，会随着温度的上升而降低。
尤其是在炎热的夏季，高温条件下功率衰减的幅度会更大。
相比晶体硅太阳能电池来说，非晶硅薄膜电池由于具有良好的低温特性，所以更加适合在夏季高温的条件下工作，相比其它类型太阳能电池来说，同样功率的非晶硅薄膜电池能产生更多的年总发电量，这主要是非晶硅薄膜电池具有以下特性：1、低温度特性：通常来说，光伏组件的电性能参数都是在标准测试条件下测得的，标准测试条件（STC）包括：（光强：1000W/M2；频谱：1.5安培；组件温度：25℃）。
太阳能光伏电池检验测试结果与分析
由此可见随着温度升高，反向饱和电流随着指数因子 迅速增大。且带隙越宽的半导体材料，这种变化越剧烈。
半导体材料禁带宽度是温度的函数 ，其中 为绝对零度时候的带隙宽度。设有 ，Vg0是绝对零度时导带底和价带顶的电势差。由此可以得到含有温度参数的正向电流电压关系为：
显然正向电流在确定外加电压下也是随着温度升高而增大的。
1、光源与太阳能电池部分
采用高压氙灯光源，高压氙灯具有与太阳光相近的光谱分布特征。光源标称功率750W。
2、光路部分
本设备光路简洁，有光源、滤色片、光强探测器构成。滤色片用于研究近似单色光作用下太阳能的光谱响应特性。光强探测器标定入射光强度。
3、外电路
外电路包括光源驱动电路、温度控制电路和测试分析电路三部分。光源驱动电路用于氙灯的点燃和轴流风冷。温控电路用于太阳能电池片的温度控制，加热采用电阻丝加热，冷却采用两级半导体冷堆方式。可在60℃~150℃范围内对样品进行特性测量。测试分析电路提供测试分析仪表的工作电压。
2、太阳能电池无光照情况下的电流电压关系－（暗特性）
太阳能电池是依据光生伏特效应把太阳能或者光能转化为电能的半导体器件。如果没有光照，太阳能电池等价于一个pn结。通常把无光照情况下太阳能电池的电流电压特性叫做暗特性。简单的处理方式是把无光照情况下的太阳能电池等价于一个理想pn结。其电流电压关系为肖克莱方程：
影响太阳能电池输出功率变化因素的探究虚拟仿真实验实验报告
影响太阳能电池输出功率变化因素的探究虚拟仿真实验报告背景随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，可再生能源成为了解决能源问题和减少碳排放的重要途径之一。
而太阳能作为一种清洁、可再生的能源来源，受到了广泛关注。
太阳能电池是将太阳光转化为电能的装置，其输出功率是衡量太阳能电池性能优劣的一个重要指标。
然而，太阳能电池的输出功率受到多种因素的影响，如光照强度、温度、角度等。
因此，对于这些影响因素进行深入研究和分析，对于优化太阳能电池性能具有重要意义。
本实验通过虚拟仿真实验的方式，探究影响太阳能电池输出功率变化的因素，并对实验结果进行分析和讨论，以期得出一些有价值的结论和建议。
实验目标本实验旨在研究以下几个主要因素对太阳能电池输出功率的影响：1.光照强度：不同光照强度下太阳能电池输出功率的变化规律；2.温度：不同温度下太阳能电池输出功率的变化规律；3.角度：不同安装角度下太阳能电池输出功率的变化规律。
实验步骤1.设置实验参数：确定太阳能电池的初始参数，如面积、效率等；2.光照强度实验：设置不同光照强度，记录太阳能电池在每个光照强度下的输出功率；3.温度实验：设置不同温度，记录太阳能电池在每个温度下的输出功率；4.角度实验：设置不同安装角度，记录太阳能电池在每个安装角度下的输出功率；5.数据分析和讨论：根据实验数据进行分析，并讨论影响因素对太阳能电池输出功率的影响程度和变化规律。
结果与讨论光照强度实验结果通过改变光照强度，我们记录了太阳能电池在不同光照强度下的输出功率。
实验结果显示，随着光照强度增加，太阳能电池输出功率也呈现出增加的趋势。
这是因为光照强度越大，太阳能电池吸收到的太阳能也越多，从而产生更多的电能。
温度实验结果在不同温度条件下，我们记录了太阳能电池的输出功率。
实验结果显示，随着温度升高，太阳能电池输出功率呈现下降的趋势。
这是因为高温会导致太阳能电池内部产生一些不利于电流传输的反应或损失，从而降低了输出功率。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告太阳能电池特性研究实验报告引言：太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来备受关注。
太阳能电池作为太阳能利用的核心技术之一，其特性研究对于提高太阳能利用效率具有重要意义。
本实验旨在探究太阳能电池的特性及其对环境因素的响应。
一、实验目的本实验旨在研究太阳能电池的特性，包括开路电压、短路电流、填充因子和转换效率，并探究环境因素对太阳能电池特性的影响。
二、实验原理太阳能电池是利用光生电压效应将太阳能转化为电能的装置。
在太阳能电池中，光线照射到半导体材料上，激发出电子-空穴对，形成光生电流。
通过将正负极连接外部电路，可以将光生电流转化为电能。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括太阳能电池、光源、电压表、电流表和电阻箱等。
2. 将太阳能电池置于光源下方，调整光源的强度，使得太阳能电池表面接收到均匀的光照。
3. 使用电压表和电流表分别测量太阳能电池的开路电压和短路电流。
4. 调整电阻箱的阻值，改变电路中的负载，记录太阳能电池的输出电压和输出电流。
5. 根据实验数据计算太阳能电池的填充因子和转换效率。
通过实验测量，得到了太阳能电池在不同光照强度下的开路电压和短路电流。
随着光照强度的增加，太阳能电池的开路电压呈现出先增大后减小的趋势，而短路电流则随光照强度的增加而增加。
这是因为在光照较弱时，太阳能电池中的载流子复合速率较慢，导致开路电压较低。
随着光照强度的增加，载流子的生成速率增加，导致短路电流增加。
然而，当光照强度过高时，太阳能电池中的电子-空穴对的生成速率达到饱和，载流子复合速率也增加，导致开路电压下降。
填充因子是太阳能电池特性的重要参数之一，它反映了太阳能电池的电流输出能力。
通过实验测量的数据，可以计算出太阳能电池的填充因子。
填充因子的大小受到太阳能电池的内部电阻和光照强度的影响。
当太阳能电池的内部电阻较小时，填充因子较大；而当光照强度较小时，填充因子较小。
转换效率是衡量太阳能电池性能的指标之一，它反映了太阳能电池将太阳能转化为电能的能力。
太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究
太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究摘要：本文通过对太阳电池在光照时等效电路的电路分析，得到了太阳电池在光照条件下几个基本参数的计算公式，从中找出太阳能电池基本参数的影响因素及规律性。
关键词：太阳能电池基本参数影响因素前言：太阳能电池测试系统是一套用于测试、检测太阳能组件或光伏阵列的完整装置，通过测试可以给出太阳能电池的各项参数，作为评价太阳能电池的性能指标。
太阳能电池测试系统一般根据测试需要由采集仪器、硬件电路和软件程序等组成。
在一定光照条件下，通过对太阳能电池的输出电压或输出电流的控制，进行测试实验，记录测试数据，然后对测量结果进行处理、分析，最后得到太阳能电池的参数。
太阳能电池性能参数测试系统的原理通常包括:测试系统分类与组成、太阳能电池发电原理、温度传感器测试原理、太阳能电池测试原理等几方面。
太阳能电池测试系统一般包括光源，标准电池，电池固定装置，负载电阻，温度计，数据采集、记录及显示模块等。
定照度的光源照射在太阳能电池表面上，使其产生电能;标准电池用于测量光源的辐照度，作为被测电池的参考;电池固定装置用于安装太阳能电池以及调整其正对光源;负载电阻接在电池的外围电路上，形成回路，通过改变电阻大小来改变太阳能电池的输出特性，目前很多测试系统都采用电子负载作为负载电阻;温度计用于测量太阳能电池的背表面温度，以达到标准测试条件的要求;数据采集、记录及显示模块能够完成太阳能电池的输出电压、输出电流的采集以及V-I特性曲线的显示等。
一、太阳能电池分类与原理太阳能电池是一种可以直接将太阳能转换为电能的器件1954年，第一个太阳能电池在美国贝尔实验室诞生，从此开启了太阳能电池的新纪元。
随着新的科学技术的发展，太阳能电池的种类也越来越多，转换效率也有了明显的提高。
目前，太阳能电池按照构成材料的不同可分为硅材料半导体、多元化合物半导体、有机半导体等三大类。
其中硅材料半导体由结晶类和非结晶类组成，结晶类包括单晶硅电池和多晶硅电池;多元化合物半导体则由3-5族化合物电池、2-6族化合物电池和1-3-6族化合物电池组成;有机半导体包括酞著、聚乙炔等。
太阳能光伏电池测试及分析
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y近代光学创新实验实验名称：太阳能光伏电池测试与分析院系：专业：姓名：学号：指导教师：实验时间：哈尔滨工业大学一、实验目的1、了解pn结基本结构和工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn结的IV特性及IV特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能电池特性的影响；5、通过分析PN结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。
二、实验原理1、光生伏特效应半导体材料是一类特殊的材料，从宏观电学性质上说它们导电能力在导体和绝缘体之间，导电能力随外界环境（如温度、光照等）发生剧烈的变化。
半导体材料具有负的带电阻温度系数。
从材料结构特点说，这类材料具有半满导带、价带和半满带隙，温度、光照等因素可以使价带电子跃迁到导带，改变材料的电学性质。
通常情况下，都需要对半导体材料进行必要的掺杂处理，调整它们的电学特性，以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。
基于半导体材料电子器件的核心结构通常是pn结，pn结简单说就是p型半导体和n型半导体的基础区域，太阳能电池本质上就是pn结。
常见的太阳能电池从结构上说是一种浅结深、大面积的pn结，如图1所示，它的工作原理的核心是光生伏特效应。
光生伏特效应是半导体材料的一种通性。
当光照射到一块非均匀半导体上时，由于内建电场的作用，在半导体材料内部会产生电动势。
如果构成适当的回路就会产生电流。
这种电流叫做光生电流，这种内建电场引起的光电效应就是光生伏特效应。
非均匀半导体就是指材料内部杂质分布不均匀的半导体。
pn结是典型的一个例子。
N型半导体材料和p型半导体材料接触形成pn结。
pn结根据制备方法、杂质在体内分布特征等有不同的分类。
太阳能电池参数学习
降低暗电流—复合电流
实际上在势垒中，存在着电子和空穴 的复合，产生复合电流。
降低暗电流—复合电流
工艺端能通过适当工艺手法减少复合 电流的大小。
前清洗通过去除机械损伤层，减少硅 片的表面态，能适当的减少表面复合。
切片油污，金属离子等是较强的复合 中心， 去除油污，金属离子等能适当的改 善复合电流，表面的洁净度对扩散有很大的 帮助。
增大光强直接增大了注入的太阳光光 子流的数量。直接的提高了可激发电子空穴 对数目，很好的提高了短路电流。
短路电流影响—提高吸光—增大吸光
增大吸光能提高太阳光的吸收。 前清洗的绒面做到了光的二次吸收，一
定程度上增大了太阳光的吸收。进行绒面改 善能提高电池的转化效率。
后清洗减少刻边宽度，增大电池表面的 可利用面积，提高了电池短路电流，进而改 善了转化效率。
当顶区浓度过高时，会引起重掺杂效应 ，重掺杂效应的结果，会导致开路电压的降 低，这是由于重掺杂引起禁带宽度收缩，影 响本征载流子浓度，影响有效参杂浓度和降 低少子寿命。
开压影响—原材料--禁带宽度
禁带宽度是材料的固有属性， 对于硅，禁带宽度为1.1ev，理论上所得 到的最大开压为700mv，相应的最高FF为 84%。
串联电阻对FF的影响
并联电阻对FF的影响
串联电阻影响因素
串联电阻是指材料的体电阻，薄层电 阻，电极接触电阻以及电极本身传导电流所 构成的总串联电阻。
串联电阻的影响
Rs主要有以下几个组成部分： P型基体电阻：主要与基体的掺杂浓度
开压影响—电流电压特性
什么是电流电压特性？
光电流IL 结正向电流IF
根据p-n结整流方 程，在正向偏压下，通 过结的正向电流为：
p
n
太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究
太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究作者：秦玲来源：《价值工程》2012年第32期摘要：通过对太阳电池在光照时等效电路的电路分析，得到了太阳电池在光照条件下几个基本参数的计算公式，从中找出太阳能电池基本参数的影响因素及规律性，再通过生产过程的实际数据进一步证明几个影响因素之间的关系，从而分析提高太阳电池转换效率的有效途径。
Abstract： Based on analyzing equivalent circuit of solar cell in the light， the paper gets the calculation formulas of basic parameters of the solar cell in the light， and finds the influencing factors and regularity， and improves the relationship among influencing factors through the actual data in production process， and then analyzes the effective way to improve the conversion efficiency of solar cell.关键词：太阳电池；开路电压；短路电流；转换效率；串联电阻；并联电阻Key words： solar cell；open circuit voltage；short circuit current；conversion efficiency；series resistor；shunt resistance中图分类号：S214 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0033-030 引言太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏打效应将光能转变为电能的一种技术。
太阳能电池生产中的开压和短路电流
太阳能电池生产中的开压和短路电流太阳能电池是一种利用光的能量转化为电能的装置，是太阳能光电转换的核心部件。
在太阳能电池的生产过程中，开压和短路电流是两个重要的参数。
本文将对太阳能电池的开压和短路电流进行详细说明。
首先，我们来了解一下太阳能电池的基本原理。
太阳能电池是利用半导体材料特性的器件，其中最常用的材料是硅。
当太阳光照射到太阳能电池上时，光子会激发半导体材料中的电子，形成电子-空穴对。
在太阳能电池的p-n结中，产生的电子被推向n区，而空穴被推向p 区。
这样就形成了电子在p区和n区之间的电势差，也就是电压。
当外部电路连接到太阳能电池上时，电子和电流就可以从p区流向n区，完成电能的转换。
开压是指太阳能电池在没有外部电路连接时的电压。
在开路状态下，电子和电流不能流动，因此太阳能电池的电路是打开的。
开压是太阳能电池的输出电压，在一定程度上反映了太阳能电池的工作状态和性能。
开压取决于太阳能电池的材料、结构、工艺等因素，一般为太阳能电池的额定电压。
短路电流是指太阳能电池在短路状态下的输出电流。
在短路状态下，太阳能电池的正负极直接连接，形成一个低电阻回路。
这时电子和电流可以自由地流动，产生最大的电流。
短路电流是太阳能电池的最大输出电流，也是反映太阳能电池性能的指标之一。
短路电流取决于太阳能电池的面积、材料、温度等因素。
太阳能电池的开压和短路电流是太阳能电池性能评估的重要参数。
在太阳能电池生产中，制造商通过不断优化材料、工艺和设备来提高太阳能电池的开压和短路电流。
为了实现更高的开压和短路电流，制造商会采取以下几种方法：1.优化材料选择：制造商会选择具有高吸收率和高电导率的半导体材料，以提高光电转换效率和电子传导性能。
2.改进工艺流程：制造商会对太阳能电池的制备工艺进行调整和改进，以提高电极与半导体之间的接触质量，减少光电子复合等损失。
3.提高制备设备的精度和稳定性：制造商会投资更新的设备，提高生产线的精度和稳定性，以确保太阳能电池的一致性和稳定性。
太阳能光伏电池测试与分析
太阳能光伏电池测试于分析洪小沯一、实验目的1、了解pn 结基本结构和工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn 结的IV 特性及IV 特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能 电池特性的影响；5、通过分析PN 结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。
二、实验原理1、光生伏特效应2、太阳能电池无光照情况下的电流电压关系－（暗特性）电流电压关系为肖克莱方程：]1)[exp(0-=Tk eV I I s 反向饱和电流为：)exp(~)(02322/1Tk E T N n D e J g A i n ns -≈+γτ 含有温度参数的正向电流电压关系为：])(exp[0023Tk V V e T AJ I g -∝=+γ显然正向电流在确定外加电压下也是随着温度升高而增大的。
3、太阳能电池光照情况下的电流电压关系（光特性）光电流I L 在负载上产生电压降，这个电压降可以使pn 结正偏。
如图3所示，正偏电压产生正偏电流I F 。
在反偏情况下，pn 结电流为 )]1[exp(0--=-=Tk eV I I I I I S L F L短路电流或者闭路电流I sc 。
I=I SC =I L)]1[exp(00--==Tk eV I I I S L 开路电路电压V OC 为)1ln(0SL OC I I e T k V +=4、太阳能电池的效率 太阳能电池的转换效率η定义为输出电能P m 和入射光能P in 的比值：%100%100⨯=⨯=inm m in m p V I p p η三、实验设备 设备采用整体箱式布局，所有元件都集中在一个箱体中，无外在分离结构。
包括光源与太阳能电池、光路和外电路三个部分。
1、光源与太阳能电池部分采用高压氙灯光源，高压氙灯具有与太阳光相近的光谱分布特征。
光伏电池片性能参数最全介绍
光伏电池片性能参数最全介绍
电池片技术发展迅速，层出不穷。
电池片按硅片种类可分为单晶电池片和多晶电池片，单晶根据衬底掺杂元素不同分为P型电池和N型电池。
单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。
这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。
为了降低生产成本，地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。
有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。
现对电池片的性能指标简述如下:
1、电池片的性能指标要求：
3、TC200循环测试
电池片所做组件必须符合TC200循环测试，且新的供应商或电池片发生任何变更之后所做组件必须通过此项测试。
4、电池片图形要求
4.1 背电极图形：
A.直通式接受
B. 156.75电池片：分段式接受范围（接受三段式或四段式设计）三段式的每段电极长度＞20mm，四段式每段电极＞15mm，电极分段为四段以上的不接受。
C. 125电池片：分段式接受三段式，每段电极长度＞11.5mm，电极分段为三段以上的不接受。
D. 分段与直通背电极的印刷必须为实心，不接受镂空的栅线设计。
原因1：电池片背电极大于4段的焊接时对作业速度有一定的影响
2：背电极镂空的设计对组件的可靠性有一定的隐患
纵观未来光伏市场发展，随着高效电池片技术的逐步成熟、成本的逐步下降，产品市场需求将继续扩大，市场占比也将逐步提升。
太阳能电池各电性能参数-草
太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义⏹武宇涛⏹电性能参数主要有：Voc,Isc,Rs,Rsh,FF,Eff,Irev1,…电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场，非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况，为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。
从可控性难易角度来说，Voc,Rs,Rsh,主要和原材料及生产工艺的本身特征相关，与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密，可称之为长程可控参数。
而Isc,FF, Irev1与工艺现场的调控联系紧密，对各调控参数比较敏感，可称之为短程可控参数。
当然我们最关心的是效率Eff。
而Eff则是以上所有参数的综合表现。
太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上：Voc=(KT/q)×ln(Isc/Io+1)Voc=(KT/q)×ln(NaNd/ni2) 12FF=Pm/(Voc×Isc)=Vm×Im/ (Voc×Isc) 34Eff=Pm/(APin)=FF×Voc×Isc/APin=FF×Voc×Jsc/Pin 5图-1太阳能电池的I-V曲线图-2太阳能电池等效电路从上面5式我们可以看到，与效率直接相关的电性能参数主要有：FF，Voc, Isc。
在生产中我们还比较关心暗电流情况：Irev1，由1式可以看出，它与Voc有比较紧密地联系（实际也是这样的）。
为了更好地说明各参数间的联系，这里先录用几组数据如下：表-1以上P156均系LDK片源。
1，Voc由于光生电子-空穴对在内建场的作用下分别被收集到耗尽层的两端，从而形成电势。
所以我们认为Voc是内建电场即PN 结扫集电流的能力的直观表现。
由上面公式1所反映，Voc主要与电池片的参杂浓度(Nd)相关。
对于宽△Eg的电池材料，相对会有比较高的Voc；但△Eg 过高，又会导致光吸收效率的迅速下降（主要是长波段响应降低），使Isc是降低,所以需要找到一个最佳掺杂深度值。
影响太阳能电池输出功率变化因素的探究虚拟仿真实验实验报告
影响太阳能电池输出功率变化因素的探究虚拟仿真实验实验报告一、引言太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，具有环保、可再生等优势，因此在能源领域备受关注。
然而，太阳能电池的输出功率会受到多种因素的影响，包括太阳辐射强度、太阳入射角度、温度等。
本文通过虚拟仿真实验，探究了这些因素对太阳能电池输出功率的影响，旨在为优化太阳能电池的设计和使用提供参考。
二、实验方法1. 实验材料本次实验使用的主要材料包括：太阳能电池模型、太阳光辐射模型、温度控制器、角度调节器等。
2. 实验步骤（1）首先，将太阳能电池模型放置在合适的位置，确保其能够接收到太阳光的辐射。
（2）调节角度调节器，使太阳能电池模型与太阳光的入射角度变化。
（3）通过温度控制器调节太阳能电池模型的温度，观察其输出功率的变化。
（4）记录每次实验的太阳辐射强度、太阳入射角度和太阳能电池的输出功率。
三、实验结果与分析1. 太阳辐射强度对太阳能电池输出功率的影响实验中我们分别设置了三种不同的太阳辐射强度水平进行测试，结果发现太阳辐射强度与太阳能电池的输出功率呈正相关关系。
辐射强度越大，太阳能电池的输出功率越高。
这是因为辐射强度的增加会引起太阳能电池中光生电子的激发程度增加，从而增加了电池的输出功率。
2. 太阳入射角度对太阳能电池输出功率的影响实验中我们分别设置了不同的太阳入射角度进行测试，结果发现太阳入射角度对太阳能电池的输出功率有着显著的影响。
当太阳入射角度垂直于太阳能电池表面时，输出功率最大；当入射角度变大或变小时，输出功率逐渐减小。
这是因为太阳入射角度的变化会影响光线在太阳能电池中的传播路径和损耗程度，从而影响了输出功率的大小。
3. 温度对太阳能电池输出功率的影响实验中我们分别设置了不同的温度进行测试，结果发现温度对太阳能电池的输出功率也有着显著的影响。
当温度较低时，太阳能电池的输出功率较高；当温度较高时，输出功率逐渐降低。
这是因为温度的升高会导致太阳能电池中光生电子和空穴的复合速率增加，从而降低了输出功率。
太阳能电池基本参数的影响因素分析1短路电流Isc2开路电压Voc3
太阳能电池基本参数的影响因素分析1.短路电流Isc2.开路电压Voc3.最大工作电压Vm4.最大工作电流Im5.填充系数FF6.转换效率η7.串联电阻Rs8.并联电阻Rsh第一、一个理想的光伏电池，因串联的Rs 很小、并联电阻的Rsh 很大，所以进行理想电路计算时，他们都可忽略不计。
所以负载电流满足式(1)，I = I L -I D =I L -Is[exp(qV/kT)-1] （1）短路电流Isc=I LI L ——光生电流；I D ——暗电流； I S —— 反响饱和电流；Rs ——串联电阻;Rsh ——并联电阻 所以根据上式，就会得到右图。
R LL SI kTV ln(1)q I I -=+(1)L ocSI kTVIn q I=+第二、但在实际过程中，就要将串联电阻和并联电阻考虑进去，Isc 的方程如下：当负载被短路时，V=0，并且此时流经二极管的暗电流I D 非常小，可以忽略，上式可变为：第三、由此可知，短路电流总小于光生电流I L 且Isc 的大小也与Rs和Rsh 有关。
1.短路电流Isc当V=0时，Isc=I L 。
I L 为光生电流，正比于光伏电池的面积和入射光的辐照度。
1cm2光伏电池的I L 值均为16~30mA 。
环境温度的升高，I L 值也会略有上升，一般来讲温度每升高1℃，I L 值上升78μA2.开路电压Voc开路时，当I=0时，V oc=kT/qln(I L /I S +1) 太阳能电池的光伏电压与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比，与电池面积的大小无关。
温度每上升1 ℃，UOC 值约下降2~3mV 。
该值一般用高内阻的直流毫伏计测量。
同时也与暗电流有关。
而对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。
（由于杂质或缺陷引起的载流子的复合而产生的微小电流） 漏电流：太阳能电池片可以分3层，即薄层（即N 区），耗尽层（即PN 结），体区（即P 区），对电池片而言，始终是有一些有害的杂质和缺陷的，有些是材料本身就有的，也有的是工艺中形成的，这些有害的杂质和缺陷可以起到复合中心的作用，可以虏获空穴和电子，使它们复合，复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的，由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献的部分称之为体漏电流。
太阳能电池各电性能参数-草稿
太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义武宇涛电性能参数主要有：Voc,lsc,Rs,Rsh,FF,Eff,lrev1；…电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场，非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况，为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。
从可控性难易角度来说，Voc；Rs；Rsh主要和原材料及生产工艺的本身特征相关，与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密，可称之为长程可控参数。
而Isc；FF； Irevl与工艺现场的调控联系紧密，对各调控参数比较敏感，可称之为短程可控参数。
当然我们最关心的是效率Eff。
而Eff则是以上所有参数的综合表现。
太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上Voc=(KT/q)血(lsc/lo+1)Voc= (KT/q) Xln(N aNd/ni2 )厂+ IRR siiFF=Pm/(Voc xIsc)=Vm xIm/ (Voc Msc)Eff=Pm/(AP in)=FF Woe xisc/AP in=FF A Voc x Jsc/P in电流IA电压V从上面5式我们可以看到，与效率直接相关的电性能参数主要有：FF，Voc, Ise。
在生产中我们还比较关心暗电流情况：Irevl，由1式可以看出，它与Voc有比较紧密地联系（实际也是这样的）。
为了更好地说明各参数间的联系，这里先录用几组数据如下:表-1以上P156均系LDK片源1, Voc由于光生电子-空穴对在内建场的作用下分别被收集到耗尽层的两端，从而形成电势。
所以我们认为Voc是内建电场即PN结扫集电流的能力的直观表现。
由上面公式1所反映，Voc主要与电池片的参杂浓度（Nd）相关。
对于宽厶Eg的电池材料，相对会有比较高的Voc;但厶Eg过高，又会导致光吸收效率的迅速下降（主要是长波段响应降低），使Isc是降低，所以需要找到一个最佳掺杂深度值。
另一方面，高参杂又会引入更多的复合中心，使复合电流增加，同样也降低了Voc。
太阳能电池i-v曲线
太阳能电池i-v曲线一、引言太阳能电池作为一种绿色、可再生的能源转换设备，在太阳能光伏发电领域具有广泛的应用前景。
i-v曲线是描述太阳能电池性能的重要参数之一，它反映了电池在不同光照条件下的电流和电压之间的关系。
本文将详细介绍太阳能电池i-v曲线的原理、定义、测量方法、影响因素以及优化策略等方面。
二、太阳能电池原理太阳能电池是一种利用光能转换为电能的装置，其工作原理基于光电效应。
当太阳光照射到太阳能电池上时，光子将能量传递给电子，使得电子从价带跃迁至导带，形成光电流。
同时，光子也会被吸收，产生热能。
因此，太阳能电池既具有光能转换功能，又具有一定的热效应。
三、i-v曲线定义i-v曲线是指太阳能电池在不同光照条件下的电流（i）和电压（v）之间的关系曲线。
在恒定光照条件下，通过测量太阳能电池的电流和电压，可以绘制出一条i-v曲线。
该曲线反映了电池在不同光照强度下的性能表现，包括最大功率点、开路电压、短路电流等参数。
四、测量方法测量太阳能电池i-v曲线的方法主要有两种：开路电压法（OCV）和短路电流法（SCV）。
开路电压法是通过测量太阳能电池在不同光照条件下的开路电压，绘制出相应的i-v曲线。
短路电流法则是通过测量电池在不同光照条件下的短路电流，得到相应的i-v曲线。
两种方法各有优缺点，实际应用中需要根据具体情况选择合适的测量方法。
五、影响因素影响太阳能电池i-v曲线的因素有很多，主要包括光照强度、温度、光谱分布、结深和表面状态等。
光照强度对i-v曲线的影响最为显著，随着光照强度的增加，电流和电压均呈线性增加趋势。
温度对i-v曲线也有一定影响，随着温度的升高，电流和电压均有所降低。
光谱分布对i-v曲线的影响较小，但不同波长的光子对电子的激发能力不同，因此不同光谱分布的光照条件会对i-v 曲线产生一定影响。
结深和表面状态也会对i-v曲线产生影响，结深较深的电池具有更好的光电转换效率，表面状态良好的电池能够减少反射损失和提高光电转换效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Buffer层： 当缓冲层厚度较薄时，晶格失配问题得到初步改 善，从而减少了载流子在界面的复合，因而随着沉积 时间的增加，电池的开路电压增加，填充因子也得到 较大的改善，电池效率增加。但是，随着沉积时间继 续增长，由于没有掺硼，掺碳的缓冲层电阻升高，较 厚的缓冲层虽然解决了晶格失配的问题，但是高阻层 成为主要矛盾，所以随着掺碳缓冲层厚度的继续增 加，填充因子下降，电池性能变差。
在其他条件不变的情况下，沉积 时间越长，膜的厚度越大。
i层： 该层是产生光生载流子的主要区域，膜厚越薄， 复合中心较少，则并联电阻越小，同时空间电荷区变 窄，使得光生电流减小，效率降低；膜厚增加，虽然 增加对光的吸收，但缺陷越多，复合中心也就越多， 大大降低了载流子的寿命，从而使得电池效率降低， 同时使得光致衰减更加严重。
P2:如果太深，切到TCO薄膜，使得TCO薄膜
变薄，从而增大了导电极的电阻，也就增 加了Rs，Isc也随之减少；如果切得较 浅，即没有将a-Si切断，仍有a-Si残留在 TCO膜层上，就会增加TCO与金属层的 接触阻抗，也就是增加了Rs。
P3:如果切到TCO薄膜，增加了Rs；如果切
到玻璃，就减少了串联电池的个数，从而 减少了电池的效率；如果没有将a-Si切割 完全，增加漏电流，减少了并联电阻，短 路电流减少。
二、串联电阻Rs和并联电阻Rsh
串联电阻Rs 一般小于1Ω，主要包括金属电极与半导体材料的 接触电阻、半导体材料的体电阻和电极电阻三部分。
并联电阻Rsh 一般为几千欧姆，主要是电池边缘漏电、电池表 面污浊或耗尽区内的复合电流引起的，这几种电流构 成了漏电流。而且并联电阻越大，漏电流也就越小。
从该图可以看出，
在衬底温度达到某 个值时，电阻值最 小，透过率也较大。
同时，在n层和金属Ag之间加入ZnO，会阻止
Ag向n层扩散，阻止Ag的漏电，增加电池的 并联电阻，从而增加电池效率。
Ag
根据实际分析，发现ZnO、Ag和Ti是并联在
一起的，所以他们的电阻由最小的电阻决定， 而Ag的电阻最小，降低方块电阻的关键就是 降低Ag的电阻。根据上述分析，降低电阻， 就要增加膜厚。可是增加膜厚就会增加成本， 并且当膜厚增大到一定值后，它的电阻就不 会降低的很多，这一点由Ag材料本身的性能 决定。
太阳能电池串联电阻的一个组成部分。它的 大小主要跟膜厚成反比，但是膜厚不能无限 地增大，还要考虑其他因素的影响。
ZnO
为了减少接触电阻，背电极与n层之间必须形
成良好的欧姆接触，尽量减少对载流子的阻 挡作用，这就要求ZnO的电阻要尽可能地小。 根据方块电阻的定义，增加膜厚，可以降低 电阻，但是ZnO薄膜是太厚会影响到透过率， 因此在特定的膜厚条件下，会有电阻和透过 率的最佳值。
IL——光生电流； Is——暗电流； Rs——串联电阻； Rsh——并联电阻；
（1）
1.短路电流Isc
当V=0时，Isc=IL。IL为光生电流，正比
于光伏电池的面积和入射光的辐照度。 1cm2光伏电池的IL值均为16~30mA。环 境温度的升高，IL值也会略有上升，一 般来讲温度每升高1℃，IL值上升78μA。
太阳能电池基本参数的影响因素 分析
一、太阳能电池的基本参数
1.短路电流Isc 2.开路电压Voc 3.最大工作电压Vm 4.最大工作电流Im 5.填充系数FF 6.转换效率η 7.串联电阻Rs 8.并联电阻Rsh
I Isc Rsh
IL ID Rs
+
v RL
太阳能电池的等效电路图
对于理想情况，I = IL-ID =IL-Is[exp(qV/kT)-1]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一个理想的光伏电池，因串联的Rs 很小、并联电阻的Rsh很大，所以进行理 想电路计算时，他们都可忽略不计。所以 根据式(1)，就会得到左图。 但在实际过程中，就要将串联电阻和 并联电阻考虑进去，Isc的方程如下：
IRS ) q (VkT V IRS I SC I L I D I P I L I S e 1 Rsh
N层： 膜层太薄，在界面层产生的电子-空穴对还没有 扩散出去就会由于复合而消失，增加能量损失 ；膜层 过厚，虽然内建电场增加，但是方块电阻增加，即增 加了Rs，同时，在总膜厚不变的情况下，增加了N层 厚度，i层的厚度也就相对减少，不利于光生载流子的 产生，使得电池效率降低。
2.PVD
主要考量的是薄层电阻，即方块电阻，它是
ser
线宽：划线宽度越宽，死区增大，导致电池
的有效面积越小，使得Ioc减少；划线宽度越 窄，电阻增大，同时线条的完整性就受到影 响，对设备的要求也极高。
划线深度
P1：如果太浅，就代表有TCO残留在glass 上，电流就会直接从TCO薄膜流过，将 电池短路，这样就将少了串联电池的个 数，从而减少电池效率；如果太深，理 论上无影响。
3.填充系数FF
FF=VmIm/VocIsc
FF是一个重要参数，反映太阳能电池的质量。 太阳电池的串联电阻越小，并联电阻越大， 填充系数越大。反映到太阳电池的电流-电压 特性曲线上是曲线接近正方形，此时太阳电 池可以实现很高的转换效率。
4.转换效率η
根据η
=ImVm/P=FFIscVoc/P(P为太阳辐射 功率)，可得： 填充系数越大，即转换效率越大。 因此，影响η 的主要因素为串联电阻和 并联电阻。 综上所述，影响Voc、Isc、Vm、Im、FF和 η 的主要因素就是串联电阻和并联电阻。
三、前段工艺对Rs和Rsh的影响
CVD
PVD
Laser
1.CVD
P层：
P层如果太厚，造成了P层对光的吸收增 加，从而减少了i层对光的吸收，而且由于空穴 的扩散速率较低，使得空穴的寿命降低；但是 P层太薄，在界面层产生的电子-空穴对还没有 扩散出去就会由于复合而消失，不利于载流子 的收集，增加能量损失。
当负载被短路时，V=0，并且此时流经 二极管的暗电流非常小，可以忽略，上式 可变为：
I SC I L I SC RS I SC I L 1 RS / Rsh Rsh
由此可知，短路电流总小于光生电流 IL,且Isc的大小也与Rs和Rsh有关。
2.开路电压Voc
开路时，当I=0时，Voc=kT/qln(IL/IS+1) 太阳能电池的光伏电压与入射光辐照度的对数成 正比，与环境温度成反比，与电池面积的大小无关。 温度每上升1 ℃，UOC值约下降2~3mV。该值一般用 高内阻的直流毫伏计测量。 同时也与暗电流有关。而对太阳能电池而言，暗 电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体 漏电流。
P4：如果切割不完全，则增加漏电流，减少
并联电阻，导致Ioc减少，效率降低；如 果切割深度过深，导致玻璃漏在表面， 应该对效率无影响。
漏电流：太阳能电池片可以分3层，即薄层（即N 区），耗尽层（即PN结），体区（即P区），对电 池片而言，始终是有一些有害的杂质和缺陷的，有 些是材料本身就有的，也有的是工艺中形成的，这 些有害的杂质和缺陷可以起到复合中心的作用，可 以虏获空穴和电子，使它们复合，复合的过程始终 伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产 生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的， 由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献 的部分称之为体漏电流。