太阳能电池电性能参数介绍
太阳能电池参数
太阳能电池参数1. 什么是太阳能电池？太阳能电池，也称为光伏电池，是一种能够将太阳能转化为电能的设备。
它是一种半导体器件，利用光生电效应将光能转化为电能。
太阳能电池广泛应用于太阳能发电系统、太阳能充电器、太阳能灯具等领域。
2. 太阳能电池的参数太阳能电池的性能参数对于评估其性能和适用范围至关重要。
以下是常见的太阳能电池参数：2.1. 开路电压（Open Circuit Voltage，简称Voc）开路电压是太阳能电池在无负载情况下产生的最大电压。
当太阳能电池不连接任何负载时，电池的正负极之间的电压达到最大值。
开路电压取决于太阳能电池的材料和结构。
2.2. 短路电流（Short Circuit Current，简称Isc）短路电流是太阳能电池在短路条件下产生的最大电流。
当太阳能电池的正负极直接连接在一起形成短路时，电流达到最大值。
短路电流取决于太阳能电池的材料和结构。
2.3. 最大功率点（Maximum Power Point，简称MPP）最大功率点是太阳能电池在特定条件下产生的最大功率。
太阳能电池的最大功率点是在太阳能辐射强度和温度等因素确定的特定工作点。
在最大功率点，太阳能电池的输出功率最大。
2.4. 填充因子（Fill Factor，简称FF）填充因子是太阳能电池输出电流和输出电压之间的比值。
填充因子是评估太阳能电池性能的重要参数之一，它描述了太阳能电池的输出特性和效率。
2.5. 效率（Efficiency）太阳能电池的效率是指太阳能转化为电能的比例。
太阳能电池的效率取决于其材料、结构和制造工艺等因素。
高效率的太阳能电池可以更好地利用太阳能资源。
3. 太阳能电池参数的测量方法太阳能电池参数的测量通常需要使用太阳能模拟器和电源测量仪等设备。
以下是常见的太阳能电池参数测量方法：3.1. 开路电压测量开路电压可以通过将太阳能电池断开负载并测量其输出电压来测量。
在室温下，将太阳能电池暴露在标准太阳光照下，使用电压测量仪测量其输出电压即可得到开路电压。
太阳能电池片的相关参数
硅太阳能电池的性能参数主要有：短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。
①短路电流(isc)：当将太阳能电池的正负极短路、使u=0时，此时的电流就是电池片的短路电流，短路电流的单位是安培(a)，短路电流随着光强的变化而变化。
②开路电压(uoc)：当将太阳能电池的正负极不接负载、使i=0时，此时太阳能电池正负极间的电压就是开路电压，开路电压的单位是伏特(v)。
单片太阳能电池的开路电压不随电池片面积的增减而变化，一般为0.5～0.7v。
③峰值电流(im)：峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。
峰值电流是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电流，峰值电流的单位是安培(a)。
④峰值电压(um)：峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。
峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位是v。
峰值电压不随电池片面积的增减而变化，一般为0.45～0.5v，典型值为0.48v。
⑤峰值功率(pm)：峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。
峰值功率是指太阳能电池片正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积：pm===im×um。
峰值功率的单位是w(瓦)。
太阳能电池的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和电池片的工作温度，因此太阳能电池的测量要在标准条件下进行，测量标准为欧洲委员会的101号标准，其条件是：辐照度lkw／㎡、光谱aml.5、测试温度25℃。
⑥填充因子(ff)：填充因子也叫曲线因子，是指太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值。
计算公式为ff=pm/(isc×uoc)。
填充因子是评价太阳能电池输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，表明太阳能电池输出特性越趋于矩形，电池的光电转换效率越高。
串、并联电阻对填充因子有较大影响，太阳能电池的串联电阻越小，并联电阻越大，填充因子的系数越大。
填充因子的系数一般在0.5～0.8之间，也可以用百分数表示。
太阳能电池性能参数
太阳能电池性能参数1、开路电压开路电压UOC：即将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。
2、短路电流短路电流ISC：就是将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流值。
3、最大输出功率太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。
如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率，用符号Pm表示。
此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Um和Im表示。
4、填充因子太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF（fill factor），它是最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比。
FF：是衡量太阳能电池输出特性的重要指标，是代表太阳能电池在带最佳负载时，能输出的最大功率的特性，其值越大表示太阳能电池的输出功率越大。
FF 的值始终小于1。
串、并联电阻对填充因子有较大影响。
串联电阻越大，短路电流下降越多，填充因子也随之减少的越多；并联电阻越小，其分电流就越大，导致开路电压就下降的越多，填充因子随之也下降的越多。
5、转换效率太阳能电池的转换效率指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率，等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。
太阳能电池的光电转换效率是衡量电池质量和技术水平的重要参数，它与电池的结构、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子辐射损伤和环境变化等有关。
图2.4.1 太阳能电池输出特性曲线。
太阳能光伏电池的光伏电流与电压特性分析
太阳能光伏电池的光伏电流与电压特性分析
太阳能光伏电池是一种利用太阳能直接转化为电能的设备，是清洁能源的重要组成部分。
光伏电池的光伏电流与电压特性是评估其发电效率和性能的重要参数。
光伏电池的光伏电流与电压特性受多种因素影响，包括太阳辐射强度、温度、材料特性等。
其中，太阳辐射强度是影响光伏电流的主要因素之一。
在强阳光下，光伏电池的光伏电流会随之增大；而在弱光照条件下，光伏电流则会减小。
因此，了解光伏电池在不同光照条件下的光伏电流变化规律对于优化其发电效率至关重要。
除了太阳辐射强度外，光伏电池的温度也会对其光伏电流与电压特性产生影响。
一般情况下，光伏电池的温度越高，其光伏电流会越小，而光伏电压会略微增加。
这是因为高温会导致光伏电池内部电子运动加剧，使得光伏电池的内部电阻增加，从而影响光伏电流的产生。
因此，在设计光伏电池系统时需要考虑如何有效降低光伏电池的工作温度，以提高其发电效率。
此外，光伏电池的材料特性也会对其光伏电流与电压特性产生影响。
常见的光伏电池材料包括单晶硅、多晶硅、非晶硅等。
不同的材料具有不同的能带结构和电子迁移特性，因此其光伏电流与电压特性也会有所差异。
研究人员可以通过调节光伏电池的材料结构和加工工艺，来实现更高效率的能量转换。
在实际应用中，光伏电流与电压的特性分析对于评估光伏电池的性能和稳定性至关重要。
通过实验研究和理论分析，我们可以更深入地了解光伏电池的工作原理和性能参数，为优化光伏电池系统的设计提供依据。
未来，随着技术的不断进步和创新，光伏电池的发电效率和可靠性将会得到进一步提升，为推动清洁能源的发展做出贡献。
太阳能电池参数学习
降低暗电流—复合电流
实际上在势垒中，存在着电子和空穴 的复合，产生复合电流。
降低暗电流—复合电流
工艺端能通过适当工艺手法减少复合 电流的大小。
前清洗通过去除机械损伤层，减少硅 片的表面态，能适当的减少表面复合。
切片油污，金属离子等是较强的复合 中心， 去除油污，金属离子等能适当的改 善复合电流，表面的洁净度对扩散有很大的 帮助。
增大光强直接增大了注入的太阳光光 子流的数量。直接的提高了可激发电子空穴 对数目，很好的提高了短路电流。
短路电流影响—提高吸光—增大吸光
增大吸光能提高太阳光的吸收。 前清洗的绒面做到了光的二次吸收，一
定程度上增大了太阳光的吸收。进行绒面改 善能提高电池的转化效率。
后清洗减少刻边宽度，增大电池表面的 可利用面积，提高了电池短路电流，进而改 善了转化效率。
当顶区浓度过高时，会引起重掺杂效应 ，重掺杂效应的结果，会导致开路电压的降 低，这是由于重掺杂引起禁带宽度收缩，影 响本征载流子浓度，影响有效参杂浓度和降 低少子寿命。
开压影响—原材料--禁带宽度
禁带宽度是材料的固有属性， 对于硅，禁带宽度为1.1ev，理论上所得 到的最大开压为700mv，相应的最高FF为 84%。
串联电阻对FF的影响
并联电阻对FF的影响
串联电阻影响因素
串联电阻是指材料的体电阻，薄层电 阻，电极接触电阻以及电极本身传导电流所 构成的总串联电阻。
串联电阻的影响
Rs主要有以下几个组成部分： P型基体电阻：主要与基体的掺杂浓度
开压影响—电流电压特性
什么是电流电压特性？
光电流IL 结正向电流IF
根据p-n结整流方 程，在正向偏压下，通 过结的正向电流为：
p
n
topcon电池参数
topcon电池参数
摘要：
1.引言
2.topcon 电池的工作原理
3.topcon 电池的主要参数
4.影响topcon 电池性能的因素
5.topcon 电池在我国的应用前景
6.结论
正文：
topcon 电池是一种新型的太阳能电池，采用双面电池结构，具有较高的光电转换效率。
它的工作原理是在电池的正面吸收太阳光，然后通过背面反射的光线进行光电转换，从而提高整体的光电转换效率。
topcon 电池的主要参数有以下几个：一是光电转换效率，这是衡量电池性能的重要指标；二是电池的功率，它决定了电池的输出能力；三是电池的寿命，它反映了电池的使用寿命；四是电池的成本，它影响了电池的普及程度。
影响topcon 电池性能的因素主要有：一是电池的材料，它决定了电池的性能；二是电池的制造工艺，它影响了电池的光电转换效率；三是电池的使用环境，它影响了电池的寿命。
在我国，topcon 电池的应用前景广阔。
一方面，我国太阳能资源丰富，对高效太阳能电池的需求量大；另一方面，我国在topcon 电池的研发和制造方面具有一定的优势，有望推动topcon 电池的普及和应用。
总的来说，topcon 电池是一种高效、环保的新型太阳能电池，具有广阔的应用前景。
太阳能电池板全参数
太阳能电池板全参数实用标准文案太阳能电池板的一组参数最大标称功率Wp max (W)。
峰值电压Vmp(V)：峰值电压是在强光时的最高电压峰值电流Imp(A)开路电压Voc(V)：开路电压是电池板空载电压工作电压：是电池板带上负荷时测得的电压短路电流Isc(A)尺寸Size(mm)重量Weight(KGS)峰值电压最高、开路电压次之、工作电压最低）直流接线盒：采用密封防水、高可靠性多功能ABS塑料接线盒，耐老化防水防潮性能好；连接端采用易操作的专用公母插头，使用安全、方便、可靠。
工作温度：-40℃～+90℃使用寿命可达20年以上，衰减小于20%。
问题集锦：1、什么是太阳能电池？答：太阳能电池是基于半导体的光伏效应将太阳辐射直接转换为电能的半导体器件。
现在商品化的太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池，目前还有碲华镉电池、铜铟硒电池、纳米氧化钛敏化电池、多晶硅薄膜太阳能电池及有机太阳能电池等。
晶体硅（单晶、多晶）太阳能电池需要高纯度的硅原料，一般要求纯度至少是99.%，也就是一千万个硅原子中最多允许2个杂质原子存在。
硅材料是用二氧化硅（SiO2，也就是我们所熟悉的沙子）作为原料，将其熔化并除去杂质就可制取粗级硅。
从二氧化硅到太阳能电池片，涉及多个生产工艺和过程，一般大致分为：二氧化硅—>冶金级硅—>高纯三氯氢硅—>高纯度多晶硅—>单晶硅棒或多晶硅锭—>硅片—>太阳能电池片。
2、什么是单晶硅太阳能电池板？答：单晶硅太阳能电池片主要是使用单晶硅来制造，与其他种类的太阳能电池片相比，单晶硅电池片的转换效力最高。
在初期，单晶硅太阳能电池片占领绝大部份市场份额，在1998年后才退居多晶硅之后，市场份额占据第二。
由于近几年多晶硅原料紧缺，在2004年之后，单晶硅的市场份额又略有上升，现在市面上看到的电池有单晶硅居多。
单晶硅太阳能电池片的硅结晶体十分圆满，其光学、电性能及力学性能都十分的均匀一致，电池的颜色多为玄色或深色，特别适合切割成小片制作成小型的消费产物。
太阳能电池效率的极限、损失与测量
间接带隙半导体要求材料的厚度比直接带隙的厚。
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二、效率的损失
1、短路电流损失
短流损失的另外一个原因是半导体体内 及表面的复合，有效收集区域只在耗尽 区及两侧扩散长度内。 体内其它位置产生的空穴电子对，很难 达到器件输出端。
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思考题
1.试分析太阳电池最高效率较低的原因。 2.试分析禁带宽度对太阳电池效率的影响。 3.试分析温度对太阳电池效率的影响。 4. 短路电流的损失途径。 5.电池厚度是影响太阳电池的能量转换效率的原因之一， Si和GaAs的最小厚度比较是（ ）需要更大的厚度。
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二、效率的损失
2、开路电压损失 决定光生伏特大小的因素，是在耗尽区两边所 堆积的光生非平衡载流子的多少，而非子的多 少和复合速度有关系。 复合率越大，开压越小。
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二、效率的损失
3.填充因子损失
当考虑串联电阻Rs时：
Voc 特征电阻: Rch I sc Rs 归一化串联电阻: rs Rch
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一、太阳电池转换效率的理论上限
3.填充因子FF的考虑：
在理想情况下，填充因子FF仅是开路电压Voc的 函数，可用以下经验公式表示：
Voc ln(Voc 0.72) FF Voc 1
oc Voc
kt q
这样，当开路电压Voc的最大值确定后，就可计 算得到FF的最大值。
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一、太阳电池转换效率的理论上限
2.开路电压Voc的考虑： 为什么最高效率比较低？ 最高效率较低的主要原因是由于吸收一个光子， 不管它的能量多么大，最多只能产生一对电子 一空穴对。电子和空穴迅速跳回到带隙边缘， 同时放出声子。即使光子能量比禁带宽度大很 多，实际上所产生的电子和空穴也仅仅相隔一 个禁带宽度。仅这一效应就将限制了就能获得 的最高效率只有约44%。
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Rs影响因素 Rs影响因素
RS偏大
检查测试机探针 是否正好压到 主栅线上 是 看探针是否变脏 探针寿命是否到期
检查网印第三道 虚印情况 是 通知设备进行调整， 但同时需注意调整前后 栅线是否有变粗现象
检查扩散方块电阻 是否存在偏大现象 是 通知张永伟进行调整， 稳定方阻在正常范围内
核对原始硅片电阻率 是否偏大 是 做好记录，对电阻率 偏大的单独追踪
网印机工作台磨损
操作过程中使用 工具的污染 操作中污染 擦拭片等
检查并测试刻蚀机 刻蚀效果
椭偏移到厂后定量 测试膜厚折射率
烧结炉工艺稳定性 外围设备稳定性监控 方阻均匀性 方阻范围控制
DI水污染
卫生环境污染
Uoc影响因素 影响因素
开路电压 低
材料本体
工艺因素
硅片电阻率高
硅片质量较差 少子寿命低
硅片厚度厚
测试中的串联电阻主要由以下几个方面组成： 1.材料体电阻（可以认为电阻率为ρ的均匀掺杂半导体） 2.正面电极金属栅线体电阻 3.正面扩散层电阻 4.背面电极金属层电阻 5.正背面金属半导体接触电阻 6.外部因素影响，如探针和片子的接触等 烧结的关键就是欧姆接触电阻，也就是金属浆料与半导体材料接触处的电阻。 可以这样考虑，上述1.2.3.4项电阻属于固定电阻，也就是基本电阻； 5则是变量电阻烧结效果的好坏直接影响Rs的最终值； 6属于外部测试因素，也会导致Rs变化
并阻Rsh组成 组成 并阻
• • • • • • • • • • • 测试中并联电阻Rsh主要主要是由暗电流曲线推算出，主要由边缘漏电和体内漏电决定 边缘漏电主要由以下几个方面决定： ①边缘刻蚀不彻底 ②硅片边缘污染 ③边缘过刻 体内漏电主要几个方面决定 ①方阻和烧结的不匹配导致的烧穿 ②由于铝粉的沾污导致的烧穿 ③片源本身金属杂质含量过高导致的体内漏电 ④工艺过程中的其他污染，如工作台板污染、网带污染、炉管污染、DI水质不合格等
转换效率的影响因素
测试外部参数影响
温度
I/A
光强
I/A
光强降低
温度升高
U/V
U/V
• •
正常测试温度为25±2℃，随着温度的升高，开路电压急剧降低，短路电流略微增 大，整体转换效率降低 正常光强为1000±50W/M2，随着光强的降低，开路电压略微降低，短路电流急剧 下降，整体转换效率降低
串阻Rs组成 串阻 组成
制绒表面 损伤层未完全 去除
扩散PN结 质量较差 扩散炉管 洁净度差
PE钝化效果 较差 扩h小 暗电流大
Isc影响因素 影响因素
Isc低
原材料因素
工艺因素
原材料杂质含量高 少子寿命低
电阻率低
制绒绒面不好，未完 全出绒，影响光的 吸收
PN结太深 方阻太低
PE减反射膜效果 钝化效果不好
电性能参数介绍
韩帅君 2009.12.24
电参数介绍
• • • • • • • • • • • Uoc:开路电压 Isc：短路电流 Rs：串联电阻 Rsh：并联电阻 FF：填充因子 Pmpp：最大功率 Umpp：最大功率点电压 Impp：最大功率点电流 Irev1：反向电流1(-10V) Irev2：反向电流2(-12V) Ncell Ncell：转换效率
印刷烧结问题
烧结炉设备问题
工艺问题
探针脏 擦拭探针
烧结炉进出水 温度压力是否变化
浆料是否有异常 如新批次、型号混用、 沾染铝浆等
探针寿命到期 更换探针 烧结炉排风以及 冷却风扇是否有异常 烧结炉功率以及 温度波动是否有异常
烧结炉灯管是否 有问题
放片的均匀性 工艺过程中的污染 如网带、传送带、 工作台等
——调整烧结炉4、5、6、7区温度 ——印刷铝浆重量加重 —— ——搅拌时间必须达到规定时间 ——增加烘干时间或提高烘干温度 ——增大烧结炉排风 ——查看风扇状况、进出水温度压力等
——增大印刷压力 ——减小板间距 ——更换刮刀条 ——更换工作台板 ——重新调整导轨
• • • • •
四、粗线： 1.网版使用次数太多，张力不够 2.网版参数不合格 3.浆料太稀，浆料搅拌时间太长 4.网印机参数不合适
并联电阻小漏电大
印刷栅线高宽比小
网印区工艺过程常见问题处理
• • • • • • • • • • • • • • • • • • 一、翘曲： 1.硅片太薄 2.印刷铝浆太厚 3.烧结温度过高 4.烧结炉冷却区冷却效果不好 二、铝包： 1.烧结温度太高 2.印刷铝浆太薄 3. 3.使用前浆料搅拌不充分 4.铝浆印刷后烘干时间不够 5.烧结排风太小 6.烧结炉冷却区冷却效果不好 三、虚印： 1.印刷压力太小 2.印刷板间距太大 3.印刷刮刀条不平 4.工作台板不平，磨损严重 5.网印机导轨不平 ——控制原始硅片厚度 ——控制铝浆重量 ——调整烧结炉4、5、6、7区温度 ——查看风扇状况、进出水温度压力等
Rsh影响因素 影响因素
并联电阻 低
原材料因素
工艺因素
工艺过程 污染
硅片中金属杂质 含量过高 缺陷密度过大
刻蚀工艺
PE工艺
扩散烧结工艺
设备环境因素
人为因素
工艺时间过短气 体比例不合适边缘 PN结未完全去除 边缘刻蚀过宽
PE膜的致密性较 差导致烧结易烧穿
烧结温度太高 方阻太高 烧结和方阻不匹配
扩散炉炉管污染
——更换网版 ——核对该批网版参数，更换网版 ——严格执行浆料搅拌时间规定 ——调整网印机参数
The End，Thanks! ，
Where there is a will, there is a way.
Impp
Pmpp
Rs = dU/(Isc1-Isc2)
Rs 是該段 線斜率
Pmax
△I
△V
各个参数之间的关系
• • • • • • • • • • • • 在所有参数中，只有电压和电流是测量值，其他参数均是计算值。 Pmpp为在I-V曲线上找一点，使改点的电压乘以电流所得最大，该点对应的电压就是 最大功率点电压Umpp，该点对应得电流就是最大功率点电流Impp Rs为在光强为1000W/M2和500W/M2下所得最大功率点的电压差与电流差的比值，只 是一个计算值，所以有时候会出现负值的情况 Rsh为暗电流曲线下接近电流为0时曲线的斜率 Irev1为电压为-10V时的反向电流 Irev2为电压为-12V时的反向电流 Rs和Rsh决定FF Rsh和Irev1、 Irev2有对应的关系 计算公式： Ncell= Pmpp/S（硅片面积） Pmpp= Umpp*Impp= Uoc*Isc*FF FF=（Umpp*Impp）/（Uoc*Isc）