太阳能电池特点和介绍
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太阳能电池也称之为太阳能芯片或者是光电池,下面我们一起来看看太阳能电池特点和介绍 。
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太阳能电池的特点及介绍
太阳能电池是对光做出反应的设备,可以将光能转化为电能 。能产生光伏效应的材料有很多种,如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒化铟铜等 。他们的发电原理基本相同 。现在以晶体为例,描述光伏发电的过程 。P型晶体硅可以掺磷得到N型硅,形成P-N结 。
当光照射到太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收 。光子的能量转移到硅原子上,导致电子迁移成为自由电子聚集在P-N结两侧形成电势差 。当外电路接通时,在这个电压的作用下,会有电流流过外电路,产生一定的输出功率 。这个过程的本质是光子能量转化为电能的过程 。
太阳能电池的基本特性
太阳能电池的基本特性包括三个基本特性:太阳能电池的极性、性能参数和伏安特性 。具体解释如下
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1.太阳能电池的极性
硅太阳能电池一般做成P+/N型结构或N+/P型结构,P+和N+,表示太阳能电池正面照明层半导体材料的导电类型;n和p代表太阳能电池后基板上半导体材料的导电类型 。太阳能电池的电特性与用来制造电池的半导体材料的特性有关 。
2.太阳能电池的性能参数
太阳能电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子和转换效率组成 。这些参数是衡量太阳能电池性能的标志 。
3太阳能电池的伏安特性
该pn结太阳能电池包括表面形成的浅pn结、条形和指状的正面欧姆接触、覆盖整个背面的背面欧姆接触和正面的抗反射层 。当电池暴露在太阳光谱下时,能量小于带隙Eg的光子对电池的输出没有贡献 。能量大于带隙Eg的光子将为电池输出贡献能量Eg,大于Eg的能量将以热量的形式消耗掉 。因此,在太阳能电池的设计和制造中,必须考虑这部分热量对电池稳定性和寿命的影响 。
太阳能电池的性能参数
1.开路电压
开路电压UOC:太阳能电池在100mW/cm2的光源照射下,两端开路时太阳能电池的输出电压值 。
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2.短路电流
短路电流ISC:当太阳能电池置于标准光源照射下,输出端短路时,流经太阳能电池两端的电流 。
3.大输出功率
太阳能电池的工作电压和电流随着负载电阻的变化而变化 。通过将不同电阻值对应的工作电压和电流值做成曲线,可以得到太阳能电池的伏安特性曲线 。如果选定的负载电阻值能够最大化输出电压和电流的乘积,则可以获得最大输出功率,用符号Pm表示 。此时的工作电压和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 。
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4.填充系数
太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF,即最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值 。
FF是衡量太阳能电池输出特性的重要指标,代表了负载最佳的太阳能电池的最大输出功率 。值越大,太阳能电池的输出功率越大 。FF的值总是小于L..事实上,由于串联电阻和并联电阻的影响,实际的太阳能电池填充因子低于上述公式给出的理想值 。串联电阻和并联电阻对填充因子有很大影响 。串联电阻越大,短路电流下降越多,填充因子下降越多 。并联电阻越小,电流越大,开路电压下降越多,填充因子下降越多 。
5.换能效率
【太阳能电池特点和介绍】太阳能电池的转换效率是指最优负载电阻连接到外部电路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,它与结构、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子的辐射损伤和环境变化有关 。
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