温度对太阳能电池效率的影响

开路电压的显著变化会导致输出功 率和效率随温度的升高而下降。硅太阳 能电池每升高一度，输出功率将减少 0.4%~0.5%。对禁带宽度较宽的材料来 说，这种温度的依存性很低。例如 GaAs太阳能电池对温度变化的灵敏度 仅为硅太阳能电池的一半。
d V OC dT
V
g0
V
OC
T
这意味着，随温度升高， V oc 近线性地减小。
带入硅太阳能电池的有关数值
V
g0
~1.2V,
V
oc
~0.6V,
~3，T=300k
℃
d V OC dT
1.2 0.6 0.078 =-2.3(mv/ 300
)
计算结果和实验值非常接近。温度每升高一 度，硅太阳能电池的开路电压就下降0.4%。 而填充因子取决于KT/q归一化的开路电压的 值。所以填充因子也随温度的上升而下降。

对上式求导，并考虑到
V
g0
E g0 q
d I SC dT

A T
1
e
q(
V OC V g 0 )
( KT )

q d V OC V OC V g 0 q (V oc V g 0 ) ( KT ) AT ( )[ ( )]e KT dT T dVoc 与其他项相比， dT 项可以忽略，可得以下表 达式： ( KT q)
温度Baidu Nhomakorabea太阳能电池效率 的影响
根据太阳能电池效率公式：
V I P
OC SC in
FF
太阳能电池所处的环境温度与短路电 流的关联性不是很大，但会随温度上升而 略有增加。开路电压和填充因子都随温度 增加而减小。
短路电流
半导体禁带宽度通常随温度的上 升而减小，而禁带宽度的减小将使半 导体能够吸收更多的光子，从而使短 路电流略有增加，但是影响不是太大。
开路电压
短路电压和开路电流的关系：
忽略小数项，写为：
( I SC I O e

q
V OC
KT
1)
A e T e SC A与温度无关， E g 0 是用线性外推法得到的电池
I

Eg 0
KT
q
V OC
KT
所用，的半导体在绝对温度时的禁带宽度， 包含了用于确定 I 0 的其他参数中与温度有关 的因素，其数值在1~4范围内。