1、1.标准测试条件光源辐照度：1000W/m2；测试温度：2520C；AM1.5地面太阳光谱辐照度分布。21:1512.太阳电池等效电路(1)理想太阳电池等效电路：相当于一个电流为Iph的恒流电源与一只正向二极管并联。流过二极管的正向电流称为暗电流ID.流过负载的电流为I负载两端的电压为V21:152 理想的太阳电池等效电路 Iph ID IVR21:153(2)实际太阳电池等效电路：由于漏电流等产生的旁路电阻Rsh由于体电阻和电极的欧姆电阻产生的串联电阻Rs21:154 Iph ID Ish IRsVRshR由于漏电流等产生的旁路电阻Rsh由于体电阻和电极的欧姆电阻产生的串联电阻Rs在Rsh两
2、端的电压为：Vj=(V+IRS)因此流过旁路电阻Rsh的电流为：ISh=(V+IRS)/Rsh流过负载的电流：I=Iph ID ISh21:155 暗电流ID：注入电流和复合电流之和，可以简化为单指数形式：ID=Ioexp(qVj/AkT)-1其中：Io为太阳电池在无光照时的饱和电流；A为结构因子，它反映了p-n结的结构完整性对性能的影响；K是玻尔兹曼恒量21:156因此得出:这就是光照情况下太阳电池的电流与电压的关系。画成图形，即为(I-V)特性曲线。shsAkTIRVqphshDphRIRVeIIIIIIs )(/)(1021:157在理想情况下：Rsh ，Rs0 在负载短路时，即Vj=0
3、(忽略串联电阻)，便得到短路电流，其值恰好与光电流相等 Isc=Iph21:158)ln(10 IIqAkTVphoc在负载RL时,输出电流0,便得到开路电压Voc3.伏安(I-V)特性曲线 受光照的太阳电池，在一定的温度和辐照度以及不同的外电路负载下，流入负载的电流I 和电池端电压V 的关系曲线。21:1594.开路电压 在一定的温度和辐照度条件下，光伏发电器在空载(开路)情况下的端电压，通常用Voc来表示。太阳电池的开路电压与电池面积大小无关，通常单晶硅太阳电池的开路电压约为450-600mV，最高可达690mV。太阳电池的开路电压与入射光谱辐照度的对数成正比。21:15105.短路电流
4、在一定的温度和辐照条件下，光伏发电器在端电压为零时的输出电流，通常用Isc来表示。Isc与太阳电池的面积大小有关，面积越大，Isc越大。一般1cm2的太阳电池Isc值约为16-30mA。Isc与入射光的辐照度成正比。21:15116.最大功率点 在太阳电池的伏安特性曲线上对应最大功率的点，又称最佳工作点。7.最佳工作电压 太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电压。通常用Vm表示。8.最佳工作电流 太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电流。通常用Im表示。21:15129.转换效率 受光照太阳电池的最大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比。=Vm Im/SPin其中Vm和Im分
5、别为最大输出功率点的电压和电流，S为太阳电池的总面积，Pin为单位面积太阳入射光的功率。21:1513 世界主要太阳电池新记录电池种类转换效率(%)研制单位备注单晶硅电池24.70.5澳大利亚新南威尔士大学4 cm2面积GaAs多结电池34.71.7Spectro lab333倍聚光多晶硅电池20.30.5德国弗朗霍夫研究所1.002 cm2面积InGaP/GaAs30.81.0日本能源公司4 cm2面积非晶硅电池12.80.7美国USSC公司 0.27 cm2面积CIGS电池19.50.6美国可再生能源实验室0.41 cm2面积CdTe电池16.50.5美国可再生能源实验室1.032 cm2
6、面积多晶硅薄膜电池16.60.4德国斯图加特大学4.017 cm2面积纳米硅电池10.10.2日本钟渊公司2微米膜(玻璃衬底)氧化钛有机纳米电池11.00.5EPFL0.25 cm2面积GaInP/GaAs/Ge37.31.9Spectro lab175 倍聚光背接触聚光硅电池26.80.8美国SunPower公司96倍聚光21:1514中国太阳电池实验室最高效率最高效率面积(cm2)单晶硅电池20.422多晶硅电池14.5322GaAs电池20.111聚光硅电池1722CdS/CuxS电池12几个mm2CuInSe2电池8.5711CdTe电池73mm2多晶硅薄膜电池13.611非晶硅电池1
7、1.2(单结)8.66.2几个mm210103030二氧化钛纳米有机电池101121:151510.填充因子(曲线因子)太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比，通常用FF(或CF)表示：FF=ImVm/IscVoc IscVoc是太阳电池的极限输出功率 ImVm是太阳电池的最大输出功率 填充因子是表征太阳电池性能优劣的一个重要参数。21:1516inscocinmmPFFJVSPIV 11.电流温度系数 在规定的试验条件下，被测太阳电池温度每变化1oC，太阳电池短路电流的变化值，通常用表示。对于一般晶体硅电池 =+0.1%/0C21:151712.电压温度系数 在规定的试验条件下，被测太阳电池温度每变化10C，太阳电池开路电压的变化值，通常用表示。对于一般晶体硅电池 =-0.38%/0C21:1518
