optiske egenskaper-av-solcelle-materialer
De optiske egenskapene til solceller bestemmer ofte den ultimative effektiviteten til solceller og er grunnlaget for prosessdesign.
(1) Absorpsjonslov
Når en stråle av spektralbestråling I0 er ortogonalt hendelse på overflaten av halvlederen, etter at den trekker refleksjonen, er spektralbestrålingen inn i halvlederen I0 (1-R), og avstanden fra frontflaten er x ved halvlederen. Den spektrale irradiansen Ix bestemmes av absorpsjonsloven: Når tykkelsen av lamellen er d, kan vi få en mer fullstendig tilnærming til transmittansen.
Forholdet mellom absorpsjonskoeffisient og bølgelengde av enkeltkrystalsilisium, galliumarsenid og noen viktige solcellematerialer
(2) Intrinsisk absorpsjon
I atombilder kan den inneboende absorpsjon av silisium forstås som det faktum at et silisiumatom er opphisset av en foton, noe som forårsaker at en valenselektron blir en fri elektron mens den forlater et hull i kovalent bindingsbrudd. Eksperimenter har funnet ut at bare de fotonene hvis hu er større enn den forbudte båndbredden f. Eks kan produsere egen absorpsjon.
Tydeligvis må hendelsen fotonen tilfredsstille eller frekvensen av lyset der Vo - kan produsere egen absorpsjon (frekvensabsorbsjonsgrense); λo - bare bølgelengden til den inneboende absorpsjon av lys (bølgelengdeabsorpsjonsgrense).
Det antas at silisium er transparent for infrarødt lys med en bølgelengde som er større enn 1,15 um.
Solcellerekvivalent krets, utgangseffekt og fyllefaktor
(1) ekvivalent krets
For å beskrive driftstilstanden til batteriet, simuleres batteriet og lastsystemet ofte med en ekvivalent krets.
1. Konstant strømkilde: Ved konstant belysning forandrer en solcelle i arbeidstilstand ikke sin fotokurrent til arbeidsstatus. Det kan betraktes som en konstant strømkilde i ekvivalentkretsen.
2. Mørk strøm Ibk: En del av fotstrømmen strømmer gjennom belastningen RL, og klemspenningen U er etablert over lasten. I sin tur er det fremoverforspent til PN-krysset, noe som forårsaker en mørk strøm Ibk motsatt retningen av fotokretsen.
3. På denne måten tegnes den ekvivalente kretsen av en ideell PN homojunksjon solcelle.
4. Serie Resistance RS: På grunn av kontakten mellom front- og bakelektroder, og selve materialet har en viss resistivitet, er det uunngåelig å introdusere ytterligere motstander i basen og topplagene. Når strømmen som strømmer gjennom lasten, passerer gjennom dem, vil det uunngåelig føre til tap. I en ekvivalent krets kan deres totale effekt representeres av en seriemotstand RS.
5. Parallel motstand RSH: På grunn av lekkasjen på batterikanten og metallbekkelekkasjen dannet ved mikrosprekk, riper osv. Ved fremstilling av metallisert elektrode, bør en del av strømmen som sendes gjennom lasten, sluttet. Motstanden RSH er ekvivalent.
Når strømmen strømmer inn i lasten RL er I og klemspenningen til belastningen RL U, oppnås den:
P i formelen er utgangseffekten oppnådd på belastningen RL når solcellen er bestrålt.
(2) Utgangseffekt
Når strømmen strømmer inn i lasten RL er I og terminalspenningen til belastningen RL U, kan det oppnås at P i formelen er utgangseffekten oppnådd på belastningen RL når solcellen bestråles.
Når belastningen RL endres fra 0 til uendelig, endres utspenningen U fra 0 til U0C, og utgangsstrømmen endres fra ISC til 0, og derved tegner en lastkarakteristikkkurve til solcellen. Et hvilket som helst punkt på kurven kalles arbeidspunktet. Arbeidsstedet og opprinnelseslinjen kalles belastningslinjer. Den gjensidige av helling av lastlinjen er lik RL. De horisontale og vertikale koordinatene som svarer til arbeidspunktet er arbeidsspenningen og arbeidsstrømmen.
Ved justering av lastmotstanden RL til en viss verdi Rm, oppnås et punkt M på kurven, og produktet av den tilsvarende arbeidsstrømmen Im og arbeidsspenningen Um er den største, det vil si: Pm = ImUm
Generelt er M-punktet det optimale driftspunktet (eller maksimal effektpunkt) til solcellen, Im er den optimale arbeidsstrømmen, Um er den optimale arbeidsspenningen, Rm er den optimale belastningsmotstanden, og Pm er maksimal utgangseffekt.
(3) Fyllfaktor
1. Forholdet mellom maksimal utgangseffekt til (Uoc × Isc) kalles fyllfaktoren (FF), som er en av de viktigste indikatorene for å måle utgangskarakteristikaene til solceller.
2. Fyllingsfaktor karakteriserer fordelene og ulempene ved solceller. Under viss spektralbestråling, jo større FF, jo mer "firkantet" kurven og jo høyere utgangseffekten.