太阳能电池基本参数的影响因素与
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。
太阳能电池基本参数的影响因素分析.(优选)
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 kT VIn 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。
太阳能光伏电池的性能与效率研究
太阳能光伏电池的性能与效率研究太阳能光伏电池是一种利用太阳能通过光电效应将光能转化为电能的设备，它是目前最受关注的可再生能源之一。
太阳能光伏电池的性能和效率是决定其应用前景的重要因素。
本文将就太阳能光伏电池的性能和效率进行深入的研究。
一、太阳能光伏电池的性能太阳能光伏电池的性能主要包括光电转化效率、输出功率、电压和电流等方面。
1.光电转化效率光电转化效率是太阳能光伏电池的重要性能参数，它是指光电转化为电的效率，通常用百分比表示。
光电转化效率越高，太阳能光伏电池所产生的电能就越多，其应用领域也就越广。
2.输出功率输出功率是太阳能光伏电池的实际输出功率，同时也是衡量太阳能光伏电池质量的关键指标之一。
输出功率越高，表示太阳能光伏电池的光电转化效率越高，使用效果也更好。
3.电压和电流太阳能光伏电池的电压和电流是指其在光照条件下的电压和电流值。
电压与输出功率成正比，而电流则与面积有关。
在太阳强度相同的情况下，面积越大的光伏电池，其电流也就越大。
二、太阳能光伏电池的效率太阳能光伏电池的效率依赖于其所处环境的温度、光照强度、角度等因素。
在实际应用中，太阳能光伏电池的效率往往无法达到理论上的最大值。
当前太阳能光伏电池的实际效率普遍在10%~20%之间，而实现最高效率的太阳能光伏电池理论上可以达到33%。
1.温度对太阳能光伏电池效率的影响太阳能光伏电池的温度高低对其性能有很大的影响。
太阳能光伏电池在高温环境下，其效率会逐渐降低，在极端情况下甚至会引起热失控。
因此，在实际应用中，需要通过散热措施来降低太阳能光伏电池的温度，提高其效率。
2.光照强度对太阳能光伏电池效率的影响光照强度也是太阳能光伏电池效率影响因素之一。
太阳光照强度越大，太阳能光伏电池所吸收的光能就越多，电池的输出功率也就越大。
但是太阳能光伏电池在过于强烈的光照下，也容易出现过载现象，导致电池损坏。
3.角度对太阳能光伏电池效率的影响太阳能光伏电池安装的角度也会影响电池的效率。
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ff低的原因
太阳能电池ff低的原因
太阳能电池ff（填充因子）是衡量太阳能电池性能的重要
指标之一。
当太阳能电池ff低的时候，意味着其转换效率较低，能量损失较多。
以下是一些可能导致太阳能电池ff降低
的原因：
1. 结晶缺陷：太阳能电池是通过半导体材料转化太阳能为
电能的。
如果半导体材料中存在结晶缺陷，如晶格缺陷或晶界缺陷，会影响电子和空穴的运动能力，导致电池性能下降。
2. 电池温度：高温会导致太阳能电池的ff降低。
这是因为
电子和空穴的发生率和动力减弱，从而影响了光电转换效率。
3. 光透射损失：太阳能电池的表面可能存在反射和折射现象，这会导致光的透射损失。
当光能不能充分进入电池内部，
ff会降低。
4. 寄生电阻：太阳能电池中可能存在导电材料的寄生电阻，如接触电阻、线路电阻等。
这些电阻会导致电池内部电流流失，从而降低太阳能电池的ff。
5. 电池材料的品质：太阳能电池材料的制备过程中，如硅
晶体的纯度、杂质掺杂等因素会影响太阳能电池的性能。
低质量的材料会导致太阳能电池性能下降，ff减小。
6. 光照强度：太阳能电池的性能受到光照强度的影响。
在
光线弱或受到遮挡时，电池的ff可能会下降。
太阳能电池ff低的原因可能包括结晶缺陷、高温、光透射
损失、寄生电阻、材料的品质以及光照强度等因素。
了解这些原因有助于我们识别和解决问题，提高太阳能电池的性能。
太阳能电池效率的影响因素分析
太阳能电池效率的影响因素分析太阳能电池是一种将太阳光转化为电能的设备，常用于产生电力、提供节能和减少环境污染等方面。
然而，太阳能电池的效率并不是恒定的，影响其效率的因素有很多，如光照强度、温度、材料和制造等。
本文将重点探究这些因素，以期更好地了解太阳能电池的效率，并且指导人们更好地使用太阳能电池。
首先，太阳能电池的效率与光照强度相关。
光照强度的高低直接影响太阳能电池的产生电能，光照强度越高，太阳能电池的效率越高，反之，效率越低。
因此，太阳能电池的功率输出也会随着光照强度的变化而发生变化，在日照充足的情况下，太阳能电池的功率输出达到最大值，否则，太阳能电池的功率输出会随着光照强度的下降而减少。
其次，温度也是太阳能电池效率的重要影响因素之一。
当温度提高时，太阳能电池的效率会降低。
这是因为温度的升高会使得电转换效率降低，导致太阳能电池内部的电学参数发生变化，电动势和电阻等参数会偏离标准值，从而影响太阳能电池的效率。
同时，高温下太阳能电池易损坏，因此在炎热的夏季，太阳能电池的效率也会受到一定的影响。
第三，太阳能电池的效率与材料有关。
太阳能电池的效率主要取决于其材料类型和制造工艺，一般分为单晶硅、多晶硅、非晶硅和有机太阳能电池等。
其中，单晶硅太阳能电池的效率最高，多晶硅太阳能电池次之，而非晶硅太阳能电池和有机太阳能电池的效率相对较低。
这主要是由于材料的不同导致太阳能电池的光电转换效率不同，同时还会影响到太阳能电池的寿命和稳定性。
最后，制造工艺也是影响太阳能电池效率的因素之一。
制造工艺对太阳能电池效率的影响主要表现在电极、反射层以及辅助材料的制造和组装等方面。
在这方面，生产商可以通过优化制造工艺来提高太阳能电池的效率和稳定性，例如采用更好的快速切片技术、增加反射镜层等。
总的来说，太阳能电池的效率取决于众多因素，包括光照强度、温度、材料和制造工艺等方面。
不同的因素对太阳能电池的影响程度也有所不同。
在实际使用太阳能电池时，需要注意这些影响因素，最大程度地提高太阳能电池的效率，从而为实现可再生能源的应用奠定坚实的基础。
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。
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。
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作 者 简 介 ：秦玲（1964-），女，宁夏银川人，高级工程师，工程硕士 学位，以前主要从事调节阀设计及工装模具设计与研 究，现在从事太阳能光伏电池片制造工艺的研究。
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
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
大，短路电流就越大。理想的光伏电池短路电流 Isc=Iph 3.2 开路电压 Voc：[2] 一个理想的光伏电池，因串联
Rs 很小、并联电阻 Rsh 很大，所以进行理想电路计算时，他
们都可忽略不计。所以负载电流满足下式，
I=Iph-Id=Iph-Io[exp（qV/nkT）-1]
（5）
即太阳能电池在空载情况下的端电压为太阳能电池
中 图 分 类 号 ：S214
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2012）32-0033-03
0 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。这种技术的关键元件是太 阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装便构成了大面 积的太阳能电池组件。本文通过对太阳能电池基本参数的 影响因素的分析，进一步探讨提高太阳能电池转换效率的 有效途径。 1 太阳电池电性能的主要参数 目前反应太阳电池电性能的主要因素有：短路电流， 开路电压，填充因子，光电转换效率，最大功率最大工作电 流，最大工作电压，串联电阻，并联电阻。 2 太阳电池在光照时的等效电路 太阳电池在光线的照射下，由于光伏效应，引起的载 流子也就是电子和空穴漂移会形成从 n 区流到 p 区的光 电流 Iph。当与外电路接通时，就会有电流通过电路，pn 结 就相当于一个电流源。太阳电池材料本身以及与金属电极 的接触面都不可避免地存在着电阻，为了分析方便，把这 些电阻全部看成为一个串联电阻 Rs；把不经过 p n 结正常 电流通道的漏电流都用一个分流电阻 Rsh 来表示。因此， 当考虑串联电阻和分流电阻时，太阳电池在光照时的等效 电路就应该如图 1 所示。
Io 为二极管反向饱和电流。
3 太阳电池的影响因素分析
短路电流和开路电压是描述太阳电池性能的重要
参数。
3.1 短路电流 Isc 当负载被短路时，V=0，并且此时流
经二极管的暗电流 Id 非常小，可以忽略，上式可变为：
Isc=Iph
-Isc
Rs Rsh
圯ISC=
Iph 1+Rs/Rsh
[1]
（4）
当 Rsh＞＞Rs 时，Isc≈Iph 由此可知，短路电流 Isc 总小于光生电流 Iph 且 Isc 的大 小也与 Rs 和 Rsh 有关。串联电阻 Rs 越小，并联电阻 Rsh 越
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.
q（V+IRs）
I=Iph-Id-Ish=Iph-Io e kT -1
- V+IRs Rsh
（1）
Rs— ——串联电阻；Rsh — ——并联电阻
Iph— ——光生电流；Id— ——二级正向管电流：
qVoc
Id=I（o e AkT -1）
2
2
Io=q
Dn ni + DP ni Ln NA Lp ND
（2） （3）
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
的开路电压，用 Voc 表示。
I=0，有光照时，由上述可知光电流和正向结电流相
qVoc
等，但方向相反，于是由肖克莱方程给出：Id=Iph=I（o e AkT -1）
两边取对数整理后，A→1
得
Voc=
kT q
1n
Hale Waihona Puke Iph +1 Io
（6）
开路时，可以认为接近于理想太阳能电池，由此可见
太阳能电池的光伏电压与电池面积的大小无关。同时也与
Value Engineering
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太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究
Analysis and Research on Influencing Factor of Solar Cell Basic Parameter
秦玲 QIN Ling
（宁夏银星能源股份有限公司，银川 750021） （Ningxia Yinxing Energy Co.，LTD.，Yinchuan 750021，China）
暗电流有关。而对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括二
极管反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。
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价值工程
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