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太阳能电池的基本电学性能
(1)太阳能电池的极性
太阳能电池一般组成p+/n型结构或旷n+/p型结构。其中,第一个符号,即p+/和n+/,表示太阳能电池正面光照层电导体材料的导电类型;第二符号,即n和p,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。
太阳能电池的电性能与制造电池所用的半导体材料的特性有关。在太阳光照射时,太阳能电池输出电压的极性,p型一侧电极为正,n型一侧电极为负。
当太阳能电池作为电源与外电路连接时,太阳能电池在正向状态下工作。
(2)太阳能电池的电流一电压特性
理想的p-n结特性曲线方程为:
式中:
I。——太阳能电池在无光照射时的饱和电流;
q一一电子电荷;
K/B--理尔兹曼常数:
A一一常数因子(正偏压大时A=1,正偏压小时A=2)。
当IL=0时,电压U即为Uco可用下式表示:
根据以上两式作图""就可得到太阳能电池的电流一电压关系曲线。这个曲线简称为I-U曲线或伏安曲线,如图3所示。
图3太阳能电池的I-U关系图a:未受光照;b:受光照
Imp为最大负载电流,Ump为最大负载电压。在此负载条件下,太阳能电池输出功率最大,在电流一电压坐标系中对应的这一点,称为虽大功率点;对应的负载.称为最大负载。
评价太阳能电池的输出特性.还有-个重要参数,叫做填充因子(FF)。它与开路电压短路电流和负载电压、负载电流的系数关系为:
(作者张帅)
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