太阳电池模型参数对并联组件输出特性的影响

根据太阳电池I-V方程和基本电路联接理论,推导出选择具有相同最大功率点电压V_m的单体太阳电池组成并联组件可以获得最大输出功率;分别计算出二极管理想因子A,短路电流I_(sc),反向饱和电流I_o,电池串联内阻R_s对最大功率点电压V_m和组件失配损失的影响,确定出对它们影响最大的模型参数是二极管理想因子A。     

太阳电池器件参数提取的一种简单方法

为了较为简洁高效准确地获得串联电阻R_s、并联电阻R_(sh)、品质因子m、反向饱和电流J_0和光生电流J_(ph)等器件参数,提出一种利用太阳电池伏安特性曲线(J-V曲线)提取这些器件参数的简单方法。利用实验制备的几组铜铟镓硒(CIGS)太阳电池的J-V曲线数据进行实例器件参数提取,并验证该方法具有的较高的准确性。此外,还将这几组铜铟镓硒太阳电池和国外高效率铜铟镓硒太阳电池进行对比,发现电池之间效率相差较大的原因。     

太阳电池串联电阻的解析解

太阳电池的串联电阻解析解及相应的I-V曲线可由实测的开路电压、短路电流及电压电流值从I-V方程直接得到,实测数据证明了该结论。     

太阳电池的光电特性

(1) 光照I-V特性当光照到太阳电池上时,在电池负载电阻R上和电池内部,分别流过电流I_R和I_(图10(a)],其中I_,为通过P-N结的正向电流。当光照恒定时,光电流I_,=I_电恒定。 I_p=I=I_R+I_ (1)光电流在太阳电池内,外的流动,可用等效电路[图10(b)]表示,该电路可看作由一个恒流L_和一个二     

测量方式对太阳电池输出性能测试的影响

通过对二线与四线接法测试单晶硅太阳电池I-V曲线的实验结果对比,分析串联内阻对于太阳电池短路电流、开路电压、填充因子及最大输出功率测量结果的影响。结果发现串联内阻越大,太阳电池的短路电流、填充因子及最大输出功率测量结果越小,但对开路电压基本无影响。且太阳电池接收光强越大即输出电流越大时,串联内阻的影响也越大。二线法因串联内阻较大,相较四线测量方法,在光强分别为1160.69、734.61、470.15和232.14 W/m²时,最大功率降幅分别为64.73%、40.26%、22.98%、11.88%;填充因子降幅分别为64.10%、40.96%、22.22%、12.66%。表明内阻大小影响二线及四线测量结果,四线法测量方式能有效规避串联引线电阻和部分接触电阻,是较理想的测量方式。     

非晶硅太阳电池中的非欧姆夹层

a-Si pin太阳电池暗态下存在一种串联电阻效应,并呈非线性特性。由于它的存在,使暗态电流对数值与电压之间明显偏离线性关系。该非线性电阻在高正向电压下趋于饱和,呈现集总电阻效应。从不同光强下电池串联电阻R_s和短路电流I_(sc)关系推算出的接触电阻值与上述非线性电阻的饱和值相符甚好,说明此电阻效应可能与接触特性有关。 计入非线性电阻后标出的暗态二极管参数(品质因子n、反向饱和电流I_o)与光态二极管参数(n_L、I_(oL))非常接近,在一定程度上由暗态I—V特性算出的V_(oc)与实测值一致性很好。因此认为,可由暗态I—V特性评估电池性能。     

基于一条Ⅰ-Ⅴ曲线提取硅太阳电池参数的一种新方法

依据硅太阳电池的短路电流I_(sc),开路电压V_(oc),最大功率点电流I_(mp),最大功率点电压V_(mp)等特性参数,结合电流方程在最大功率点处的极值表述,建立求解3个电性参数的封闭方程组,解出硅太阳电池的3个待定参数从而确定出硅太阳电池的电流方程。拟合的曲线与实验数据相比。结果证明了文中所提方法的正确性和可行性。     

非线性太阳电池的负载电阻输出功率的研究

针对非线性的太阳电池等效电路,给出最大输出功率时最佳负载的迭代式;研究串并联内阻对最佳负载和最大输出功率的影响。指出随并联内阻的增大,最佳负载先增大后减小,随串联内阻的增大,最佳负载的变化趋势或单调增大或先减小后增大;串联内阻越小、并联内阻越大,最大输出功率越大。还给出太阳电池的最大功率跟踪方程及其曲线,当串联内阻较小和并联内阻较大时,为非单调性曲线,当串联内阻较大和并联内阻较小时,为单调性曲线;最大输出功率恒压跟踪(CVT)时,建议选用不同的恒定跟踪电压替代只采用一个恒定跟踪电压。数值模拟指出,串联内阻越小或并联内阻越大,CVT的区间越宽。     

多功能太阳电池电性能测试系统

多功能太阳电池电性能测试系统,采用大功率冷光灯做模拟太阳光源,对主机及样品架采取了有效的温控措施,并使用单板微处理机对测试结果进行联机实时处理,测试准确、快速、方便。 该系统主要由主机、I—V曲线显示和记录仪器、数据处理设备组成(图1),可综合测定(?)60以内各种规格太阳电池的电特性参数:开路电压V_(oc),短路电流I_(sc),最大功率输出P_m,最佳工作点电压V_(mp)和电流I_(mp),光电转换效率η,填充因子FF,最佳负载电阻R_L,串联电阻r,以及开路电压、短路电流、最大功率输出的温度系数等。系统方框图见图2。     

基于I-V特性的多晶硅光伏组件故障及失效研究

调研了光伏电站中不同故障和失效类型的多晶硅光伏组件,通过测试获得了组件的I-V特性曲线和红外图像,并从I-V特性曲线中提取了不同故障和失效类型光伏组件的特征;然后通过建立太阳电池的数学模型和失配下的反偏模型,分析了不同故障和失效类型光伏组件的I-V特性曲线,得到以下结论:老化使组件等效串联电阻增加;前板玻璃碎裂使组件I-V特性曲线阶梯段呈现抛物线趋势;电势诱导衰减使组件的开路电压减小;阴影遮挡使组件失配,且I-V特性曲线出现平坦阶梯段;热斑造成组件I-V特性曲线出现折线段。进一步实验后发现,老化可以通过判断光伏组件串联电阻的情况来辨别,热斑可以通过判断电池单元并联电阻的情况来辨别。     

冶金法与西门子法单晶硅电池电性能对比

采用批量采样减小其他因素对实验结果影响的实验设计,比较分别采用冶金法与西门子法硅片制造的太阳电池主要电性能参数。结果表明:在标准测试条件和转换效率基本一致时,冶金法晶硅电池V_(oc)优于西门子法晶硅电池4 m V,I_(sc)低42 m A,R_s低0.119 mΩ,R_(sh)与I_(rev)增加一倍。     

晶体硅组件的串联电阻损失及改善

对晶体硅太阳电池组件串联电阻的组成及产生机理进行分析,并将理论计算值与实际测量值进行比较。结果表明,理论计算值十分接近实际测量值。指出晶体硅太阳电池组件串联电阻随太阳电池效率的提高及太阳电池I-V曲线一致性的改善而减少。提出减少晶体硅太阳电池组件串联电阻的设想,并给出新结构组件的设计方案。     

背面蒸镀铝金属化N型PERT太阳电池退火过程的研究

在N型PERT太阳电池制备过程中,蒸镀铝可作为太阳电池背面的金属电极,但是由于背面激光开膜所引起的氧化层会影响太阳电池的串联电阻(R_s),所以必须在蒸镀铝工序完成后对太阳电池进行退火处理以减少Rs。文章重点研究了以蒸镀铝为背电极的N型PERT太阳电池在不同退火工艺下的性能差异,研究结果表明,退火温度不变,随着退火时间的增加,Rs逐渐降低,填充因子(FF)和短路电流密度(J_(sc))迅速升高,开路电压(V_(oc))则缓慢升高,如果退火时间恰当,R_s会降得很低,V_(oc)也会处于峰值,此时电池效率(E_(ta))最大,最终在退火温度为380℃,且退火时间为40 s时,太阳电池的E_(ta)可达到20.77%。通过研究发现:太阳电池的退火过程可用阿伦尼乌斯公式来表达,通过此方程得出了铝和氧化硅退火反应的表观活化能为91.89 k J/mol。     

硅太阳电池模型参数计算优化方法

在进行光伏发电系统的数字仿真、输出功率预测、运行调度和优化设计时,均需对太阳电池及阵列的电气特性进行精确建模。以硅太阳电池单二极管等效电路模型为基础,运用粒子群算法,提出一种计算模型五参数(Iph、Isat、Rs、Rsh、A)的优化方法,并分析了辐照强度和温度变化对模型参数的影响。该方法仅使用太阳电池生产厂商提供的在标准测试状况下的4个电气参数(Voc、Isc、Vm、Im),便可计算一般工况下的I-V特性曲线。在Matlab中建立仿真模型,仿真与实验结果表明新模型对于I-V曲线的预测误差一般在2%以内。     

聚光太阳能光伏模组等效电路模型及参数提取

以单p-n结电池的双二极管模型为基础,借助11个未知参数,建立35片三结电池以电气连接串联而成的聚光光伏模组等效电路模型。以单片聚光三结电池开路电压和短路电流两者的温度系数为限制条件,采用数学迭代法拟合模组在576倍聚光下测量的I-V曲线。从逼近开路电压点、短路电流点、最大功率点等方面讨论模组参数对拟合结果的影响,最终提取出11个参数的最优组合。决定系数R2=0.95,表明拟合结果与实验数据符合度高。研究结果为提取聚光三结太阳电池的性能参数提供了有效方法,也为聚光太阳能光伏模组的相关特性分析奠定了理论基础。     

基于DSP与dsPIC的数字式太阳电池阵列模拟器设计

数字式太阳电池阵列模拟器的实现基于太阳电池的数学物理模型.系统采用低功率TMS320LF2406与dsPIC30F2020作为核心的控制电路,可以动态模拟光伏阵列在各种环境条件下的I-V特性,并记录负载运行情况,提供分析数据和历史曲线记录.     

聚光条件下太阳电池的热电特性分析

为了为进一步开发聚光光伏发电系统提供指导和依据，建立了聚光光伏发电系统的数学模型，然后对不同聚光光伏发电系统方案的热电特性进行了计算，分析了串联内阻和换热系数对系统性能的影响。结果表明，在特定的串联内阻下，太阳电池的峰值功率首先随光强的升高而直线升高，升高到一定程度后曲线变得平缓。曲线的拐点随串联内阻的降低而升高。换热系数越高，系统的性能越好，而且随着光强的升高，换热系数的影响越来越显著。     

基于太阳电池Ⅰ-Ⅴ特性的光伏组件最大串联数的计算方法研究

为了进一步降低光伏发电系统的成本,提高光伏电站的经济性,针对目前光伏电站设计中采用的光伏组件串联数的计算方式和计算时存在的问题进行了阐述.基于太阳电池I-V特性方程建立了数学模型,并结合相关环境影响因素进行了光伏组件开路电压的修正;给出了光伏组件串联数最大值的优化算法,并结合实际算例,对采用优化算法的光伏发电系统的系统...     

非晶硅与晶硅太阳电池发电比较分析

采用实验测量装置对非晶硅太阳电池组件和单晶硅太阳电池组件的日均发电量进行测试对比,并对非晶硅的温度系数、I-V曲线特性及低光强下的吸收特性进行了分析。结果显示:非晶硅太阳电池板的发电效能优于单晶硅太阳电池板。     

从Ⅰ-Ⅴ特性曲线分析太阳电池烧结工艺条件

通过对太阳电池的I-V特性曲线进行检测分析,得出太阳电池的串、并联电阻与电极烧结的各个温度段的温度密切相关,并联电阻受高温区温度和烧结时间(带速)的影响。通过对烧结工艺的优化调整,获得了较好性能的太阳电池,得到了烧结工艺调整优化的方法。