太阳能光伏电池的I-V测试研究

通过测试太阳能电池在不同面积、光强下的I-V曲线,分析开路电压、短路电流与太阳能电池填充因子的变化关系,寻找影响太阳能电池转换效率的因素.实验中通过比较理想填充因子和测得的填充因子,发现等效串并联电阻对太阳能电池的填充因子影响很大.如果减小串联电阻和提高并联电阻,可以在本实验条件下提高现有能量转换效率33%.     

太阳电池填充因子与并联电阻的指数关系

太阳电池的并联电阻对其填充因子有显著的影响。忽略串联电阻,从太阳电池的I-V特性方程出发,采用Matlab数值分析方法,得到填充因子与并联电阻之间服从指数关系。     

太阳电池并联电阻对I-V曲线的影响

忽略串联电阻,从太阳电池的I-V特性方程,数值分析并联电阻对I-V特性曲线的影响。正常情况下,并联电阻只影响太阳电池的填充因子,对开路电压和短流电流没有影响,但并联电阻极小时,能减小开路电压。并联电阻较小时,能显著地降低填充因子。从短路电流处的斜率,可以简便地计算太阳电池的并联电阻。     

太阳电池并联电阻对Ⅰ-Ⅴ曲线的影响

忽略串联电阻,从太阳电池的Ⅰ-Ⅴ特性方程,数值分析并联电阻对Ⅰ-Ⅴ特性曲线的影响.正常情况下,并联电阻只影响太阳电池的填充因子,对开路电压和短流电流没有影响,但并联电阻极小时,能减小开路电压.并联电阻较小时,能显著地降低填充因子.从短路电流处的斜率,可以简便地计算太阳电池的并联电阻.     

有机太阳能电池内部串并联电阻对器件光伏性能的影响

在分析有机太阳能电池等效电路模型的基础上,利用W函数建立了电池伏安特性的显性关系,研究了电池内部串并联电阻对其伏安特性、短路电流、开路电压和填充因子的影响.研究结果表明:电池的短路电流只受其内部串联电阻的影响,而开路电压则只受其内部并联电阻的影响,同时串联电阻的减小和并联电阻的增大都有利于提高电池的填充因子和能量转换效率.这一结论对于有机太阳能电池的制备及其光伏性能的改善具有重要的指导作用.     

不同光强下石墨浆作背接触的碲化镉太阳电池的I-V特性

对石墨浆作背接触的碲化镉太阳电池进行了不同光强下发光二极管的I-V测试. 通过对发光二极管光照过程中I-V曲线的分析,表明：同一光照强度下,光照时间的增加使得电池的串联电阻下降,填充因子增加,理想因子减小,即电池的二极管特性得到了改善;不同光照强度时,光强的增加使填充因子减小,理想因子增加、反向饱和电流密度以及开路电压增加.     

日照强度和内部电阻对太阳能电池光伏性能的影响

在分析太阳能电池等效直流电路的基础上,利用电流-电压特性的函数关系式,建立了太阳能电池的仿真模型,研究了日照强度和内部电阻对电池伏安特性和光伏性能（如短路电流、开路电压、填充因子、输出功率和光电转换效率）的影响.研究结果表明：日照强度和内部串联电阻不仅明显影响了太阳能电池的伏安特性、短路电流和开路电压,而且也明显影响了太阳能电池的输出功率、填充因子和光电转换效率,同时太阳能电池的输出特性具有明显的非线性特征,并且存在一个最大的输出功率点和一个最佳的负载电阻值.     

晶体硅太阳能电池烧结工艺匹配性研究

为考察陡坡型和平台型烧结工艺的优劣,采用TPS烧结炉进行烧结工艺优化设置,分析烧结对硅太阳能电池光电性能影响的有关机理,并进行对比实验研究.结果表明,陡坡型烧结工艺优于平台型烧结工艺,表现在电池片开路电压和短路电流提升,串联电阻明显降低,并联电阻和填充因子显著提高,这对电池片转换效率的提升起到了关键作用,表明陡坡型烧结工艺与TPS烧结炉更加匹配.     

不同背板晶硅光伏组件在湿热环境下的性能研究

选取CPE、KPE、TPT、AAA四种不同背板制备的多晶硅光伏组件,将其直接固定电阻负载投试到海南琼海湿热气候环境试验场,研究四种不同背板晶硅组件在真实环境应用的性能变化规律。利用热电偶对组件表面工作的温度进行实时监测以及利用实验室I-V测试仪对试验组件的I-V特性参数进行周期性测试,记录这些参数随组件试验时间的变化情况。结果表明:试验组件的温度越高,其最大功率、填充因子衰减越大.CPE、KPE、TPT和AAA四种不同背板的组件,整体温度最高和最大功率(Pm)、填充因子(FF)的衰减最大,串联电阻的增加最多均为CPE背板组件,其次是KPE背板组件,TPT背板组件次之,最小为AAA背板组件。     

光强和温度对硅光伏电池输出特性的影响

实验研究了单晶及非晶硅光伏电池的输出特性随光强与温度的变化规律,结果表明:光强与温度对单晶(非晶)硅电池输出电流与电压的影响规律是相同的;光强对单晶(非晶)硅电流影响大,电流相对变化约60%(73%),对电压影响小,电压相对变化约1.8%(3.6%),而温度对电池电压影响大,对电流影响相对小;相比较单晶硅电池,光强或温度变化对非晶硅电池的输出影响更大,且相同的光强或温度条件下,单晶硅电池的填充因子和转换效率都优于非晶硅电池.电池填充因子与转换效率和光强与温度的关系,由电池串联电阻、并联电阻以及相应的焦耳损耗耦合影响.     

太阳电池串联电阻与I-V曲线斜率的关系

太阳电池的串联电阻对其I-V曲线有显著的影响.串联电阻越大,I-V曲线在开路电压处偏离串联电阻为零的I-V曲线越大.偏离度可由开路电压处的斜率表示.开路电压处的I-V曲线斜率与串联电阻的相关关系可由I-V特性方程分析得到.     

高效GaAs/Si叠层电池设计优化

模拟一种高效GaAs/Si两结叠层电池结构,将硅材料作为叠层电池的一个底电池利用起来,拓展光谱吸收.分别讨论了隧穿结和子电池对叠层电池的影响,结果表明薄的GaAs隧穿结可以获得高效率的叠层电池,1.05μm厚的顶电池基区是子电池电流匹配的最优条件,厚的底电池有助于叠层电池效率的提高.优化后的叠层电池在一个太阳,AM l.5G光照条件下,效率可达到43.86％,其相应的开路电压Voc=1.76 V,短路电流密度Joc=28.64 mA/cm2,填充因子FF=87.25％,该设计为硅基高效太阳能电池的制备提供理论参考.     

P层厚度对InGaN单结太阳电池的影响

采用基于第一性原理和太阳电池基本方程的wxAMPS软件,在理想情况下,模拟计算了单结In0.65 Ga0.35 N太阳电池的光电特性。计算结果表明：当p层厚度从130 nm逐渐增加到220 nm时,入射的光子吸收能量减少,从而产生的光生载流子数目减少,进而引起了开路电压、短路电流密度以及电池的转换效率均逐渐减小,但是填充因子却反而逐渐增大,为对单结In0.65 Ga0.35 N太阳电池的设计提供了理论的参考依据。     

氢等离子体处理P层对非晶硅太阳能电池开路电压的影响

为拓展非晶硅太阳能电池的应用,有必要提高其开路电压。本文讨论氢等离子体处理对P层和非晶硅太阳能电池性能参数的影响。结果表明：用氢等离子体处理P层可以使电池的平均开路电压提高0．0257V,平均填充因子提高0．039,平均能量转换效率提高0．45％,实验中获得的最高开路电压为0．99V。用氢等离子体处理P层可以提高P层的晶相比,使更多的光子被本征层吸收。此外,这种处理工艺与非晶硅太阳能电池的制备工艺相兼容。     

A mask-less scheme to generate nano-honeycomb-textured structures for solar cells

Honeycomb structure is extraordinarily effective to trap light,and the efficiency of solar cell with this texture is as high as 24.4%.In this paper,plasma immersion ion implantation and acid etching are applied to texture multi-crystalline silicon.Surface reflectivity and surface morphology are investigated by UV–Vis–NIR spectrophotometer and field emission scanning electron microscopy,respectively.We found that random nano-honeycomb structures have been formed on silicon surface.The weighted average reflectance is 7.68%from 300 to 1,100 nm wavelength region.We obtained honeycomb-textured solar cells following standard fabrication protocol.These solar cells show obvious better performance in short circuit current density([5.4%)and efficiency(*0.8%absolute)compared with acid-textured cell,while other performance parameters,such as open circuit voltage and fill factor,are not deteriorated.     

太阳能电池阵的功率预测

为实现卫星太阳能电池阵的功率预测,在工程上常用太阳能电池的单指数等效电路模型的基础上,考虑了串联电阻,提高了I-V特性方程模型精度。利用某地球同步卫星在轨6年的太阳能电池阵的输出功率数据,求出了太阳能电池阵在卫星寿命过程中每年的衰减因子,代入功率预测模型,预测结果表明,预测精度可以满足工程上的要求。该功率预测模型适用于其他同类型地球同步轨道卫星的太阳能电池阵的功率预测。     

太阳电池最大功率的稳定性

太阳电池工作时,最大功率有一定的偏离。通过对太阳电池I-V特性的分析,得到了广义的填充因子的变化情况。证明了太阳电池在最大功率附近有较好的稳定性。