【正文】 在 最大功率點(diǎn) 。 2022/5/26 35 圖上的公式還可代之以： RCH=VOC/ISC 167。 其中最常見的寄生電阻為串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻 。 36 在大多數(shù)情況下 ， 當(dāng)串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻處在典型值的時候 ， 寄生電阻對電池的最主要影響便是減小填充因子 。 在太陽能電池中 ， 電阻的單位是 Ω cm2。 167。 串聯(lián)電阻對電池的主要影響是減小填充因子 ， 此外 ， 當(dāng)阻值過大時還會減小短路電流 。 2022/5/26 37 串聯(lián)電阻對 FF的影響。 167。 然而 ， 在接近開路電壓處 ，伏安曲線會受到串聯(lián)電阻的強(qiáng)烈影響 。 計(jì)算太陽能電池的最大功率的方程 如下： 2 111mm p m p m p m p s mp SCm p O Cp m p s m p sSm p m pCHI IVP 39。 PR?? ??? ? ? ? ??? ????????? ? ?????2022/5/26 UNSW新南威爾士大學(xué) 38 167。 P r? ? ?S S C Hr R / R?若定義 為標(biāo)準(zhǔn)（ normalized）串聯(lián)電阻， 我們假設(shè)開路電壓和短路電流沒有受到串聯(lián)電阻的影響 ，則可以算出串聯(lián)電阻對填充因子的影響： 在上述方程中 ， 我們把沒有受串聯(lián)電阻影響的填充因子用符號 FF0表示 ， 而 FF‘則用 FFs代替 。 2022/5/26 UNSW新南威爾士大學(xué) 39 167。 P rV I FF V I FF r FF FF r??? ? ? ??? ??? ?0 1ssF F F F r?? 并聯(lián)電阻 RSH造成的顯著的功率損失通常是由于制造缺陷引起的 ，而不是糟糕的電池設(shè)計(jì) 。此電流轉(zhuǎn)移不僅減小了流經(jīng) pn結(jié)的電流大小 ， 同時還減小了電池的電壓 。 下面的動畫將展示小并聯(lián)電阻對電池的影響： 2022/5/26 UNSW新南威爾士大學(xué) 40 此電池的表面積為1cm2。 167。 即最大功率近似等于無并聯(lián)電阻時的功率減去并聯(lián)電阻所消耗的功率 。 V I V IR I RV PIRRP 39。 167。 電阻效應(yīng) 并聯(lián)電阻 ? ?? ?? ?111111m p m p s hO C SC O C SC s hsh P 39。 電阻效應(yīng) 串、并聯(lián)電阻的共同影響 式中 IL為光生電流。 電阻效應(yīng) 串、并聯(lián)電阻的共同影響 071 O C ss h sO C s hV . F FF F F FVr?????????結(jié)合串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的影響，總的方程為 ： 像所有其它半導(dǎo)體器件一樣 ， 太陽能電池對溫度非常敏感 。 可以把半導(dǎo)體的禁帶寬度隨溫度的升高而下降看成是材料中的電子能量的提高 。 在半導(dǎo)體禁帶寬度的共價鍵模型中 ， 價鍵能量的降低意味著禁帶寬度的下降 。 其他效應(yīng) 溫度效應(yīng) 167。 溫度的改變對伏安曲線的影響如下圖所示 。 關(guān)于pn結(jié)兩邊的 I0的方程如下： 式中 ， q為一個電子的電荷量； D為硅材料中少數(shù)載流子的擴(kuò)散率； L為少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度； ND為摻雜率； ni為硅的本征載流子濃度 。 本征載流子濃度決定于禁帶寬度 （ 禁帶寬度越低本征載流子濃度越高 ） 以及載流子所擁有的能量 （ 載流子能量越高濃度越高 ） 。 其他效應(yīng) 溫度效應(yīng) 167。 把這個方程帶回到求解電流的方程中 ，并假設(shè)溫度對其它參數(shù)的影響忽略不計(jì) ， 則： 030G G 0E Ek T k TDDI q A B T e B 39。 常數(shù) γ， 被用來代替數(shù)字 3以把其它參數(shù)可能受溫度的影響包括進(jìn)去 。 C， I0將升高將近一倍 。 167。 O C O C G Od V V V kd T T q??? ?0 22G O COC V V k T / qdV . m V / Cd T T??? ? ? ? ?2022/5/26 UNSW新南威爾士大學(xué) 50 此方程顯示 ， 太陽能電池的溫度敏感性取決于開路電壓的大小 ， 即電池的電壓越 大 ， 受溫度的影響就越 小 。 C。 其他效應(yīng) 溫度效應(yīng) 我們假設(shè) dVOC /dT不受 dISC /dT的影響，則 167。 然而 ， 這種影響是很小的 ， 下面的方程說明 硅太陽能電池中短路電流受溫度影響程度 ： 而 溫度對最大輸出功率 Pm的影響 為： ? ?1 1 1 110 004 0 005m O C SCm v arm O C SCmmdP dV dIdF F PP dT V dT F F dT I dTdP . . / CP dT? ? ? ??? ~2022/5/26 52 南極洲 ， 正在測量太陽能電池的效率 。 167。 通常用多少個太陽來形容光強(qiáng) ，比如 一個太陽就相當(dāng)于 ， 即1KW/m2。 被設(shè)計(jì)在一個太陽下工作的電池板叫 “ 平板電池 ” ， 而那些使用聚光器的電池叫“ 聚光太陽能電池 ” 。 其他效應(yīng) 光強(qiáng)效應(yīng) 167。 短路電流 ISC隨著聚光呈線性上升 FF可能會因串聯(lián)電阻的上升而下降 開路電壓隨光強(qiáng)呈對數(shù)上升 聚光太陽能電池 聚光太陽能電池 是一種在 光強(qiáng)大于一個太陽 的光照下工作的太陽能電池 。 聚光太陽能電池有幾個 潛在的優(yōu)勢 ， 包括比平板太陽能電池更高的轉(zhuǎn)換效率和更低的成本 。然而 ， 這種改變并沒有帶來轉(zhuǎn)換效率的提升 ， 因?yàn)槿肷涔β室搽S光強(qiáng)呈線性提高 。因此 ， 在聚光條件下 ， VOC隨著光強(qiáng)上升呈對數(shù)形式增加 ， 如下式所示： 00S C S CO C O CX I In kT n kT n kTV 39。 167。 聚光電池的效率優(yōu)勢可能會因串聯(lián)電阻的增加而有所下降 ， 因?yàn)槎搪冯娏鞒删€性增加 ， 同時電池的溫度也迅速上升 。 低光強(qiáng) 在光強(qiáng)變低時 ， 并聯(lián)電阻對電池的影響將慢慢變大 。 當(dāng)這兩種電阻大小相近時 ， 分流到并聯(lián)電阻的電流將增加 ， 即增加了并聯(lián)電阻的能量損失 。 2022/5/26 UNSW新南威爾士大學(xué) 56 167。 下圖展示了測量伏安曲線的裝置 。 對于光源 ， 光譜和光強(qiáng)這兩個數(shù)據(jù)都要知道 ， 并且要控制在標(biāo)準(zhǔn) 。 光源接近 光源由計(jì)算機(jī)控制 溫度控制試驗(yàn)臺把電池溫度控制在 25176。 太陽能電池的測量 /測試 最高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率結(jié)果將定期發(fā)布在 《 光伏進(jìn)展 》 的“ 太陽能電池效率表 ” 一欄中 ， 我們將在本電子教程的 “ 太陽能電池效率結(jié)果 ” 一節(jié)里給出一個樣本 ， 僅供參考 。 所謂參考電池 ， 即電氣性能和光學(xué)性能都盡可能與與被測電池相近 ， 并且已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)光源下測試過的太陽能電池 。 如果參考電池的輸出電流被設(shè)置成在標(biāo)準(zhǔn)光源下的測量電流 ， 那么被測電池的輸出電流將與在標(biāo)準(zhǔn) 。 四點(diǎn)探針是用來消除測試線中的串聯(lián)電阻 ， 和探頭 電池之間的接觸電阻的影響的器材 。 C。 太陽能電池的測量 /測試