根据图 1，由基尔霍夫定律得太阳电池的输出电流方 程为：[1] — —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
作 者 简 介 ：秦玲（1964-），女，宁夏银川人，高级工程师，工程硕士 学位，以前主要从事调节阀设计及工装模具设计与研 究，现在从事太阳能光伏电池片制造工艺的研究。
摘要： 通过对太阳电池在光照时等效电路的电路分析，得到了太阳电池在光照条件下几个基本参数的计算公式，从中找出太阳
能电池基本参数的影响因素及规律性，再通过生产过程的实际数据进一步证明几个影响因素之间的关系，从而分析提高太阳电池转
换效率的有效途径。
Abstract: Based on analyzing equivalent circuit of solar cell in the light, the paper gets the calculation formulas of basic parameters of
关键词： 太阳电池；开路电压；短路电流；转换效率；串联电阻；并联电阻
Key words: solar cell；open circuit voltage；short circuit current；conversion efficiency；series resistor；shunt resistance
大，短路电流就越大。理想的光伏电池短路电流 Isc=Iph 3.2 开路电压 Voc：[2] 一个理想的光伏电池，因串联
Rs 很小、并联电阻 Rsh 很大，所以进行理想电路计算时，他
们都可忽略不计。所以负载电流满足下式，
I=Iph-Id=Iph-Io[exp（qV/nkT）-1]
（5）
即太阳能电池在空载情况下的端电压为太阳能电池
中 图 分 类 号 ：S214
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2012）32-0033-03
0 引言 太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏打效应 将光能转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太 阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装便构成了大面 积的太阳能电池组件。本文通过对太阳能电池基本参数的 影响因素的分析，进一步探讨提高太阳能电池转换效率的 有效途径。 1 太阳电池电性能的主要参数 目前反应太阳电池电性能的主要因素有：短路电流， 开路电压，填充因子，光电转换效率，最大功率最大工作电 流，最大工作电压，串联电阻，并联电阻。 2 太阳电池在光照时的等效电路 太阳电池在光线的照射下，由于光伏效应，引起的载 流子也就是电子和空穴漂移会形成从 n 区流到 p 区的光 电流 Iph。当与外电路接通时，就会有电流通过电路，pn 结 就相当于一个电流源。太阳电池材料本身以及与金属电极 的接触面都不可避免地存在着电阻，为了分析方便，把这 些电阻全部看成为一个串联电阻 Rs；把不经过 p n 结正常 电流通道的漏电流都用一个分流电阻 Rsh 来表示。因此， 当考虑串联电阻和分流电阻时，太阳电池在光照时的等效 电路就应该如图 1 所示。
Io 为二极管反向饱和电流。
3 太阳电池的影响因素分析
短路电流和开路电压是描述太阳电池性能的重要
参数。
3.1 短路电流 Isc 当负载被短路时，V=0，并且此时流
经二极管的暗电流 Id 非常小，可以忽略，上式可变为：
Isc=Iph
-Isc
Rs Rsh
圯ISC=
Iph 1+Rs/Rsh
[1]
（4）
当 Rsh＞＞Rs 时，Isc≈Iph 由此可知，短路电流 Isc 总小于光生电流 Iph 且 Isc 的大 小也与 Rs 和 Rsh 有关。串联电阻 Rs 越小，并联电阻 Rsh 越
the solar cell in the light, and finds the influencing factors and regularity, and improves the relationship among influencing factors through
the actual data in production process, and then analyzes the effective way to improve the conversion efficiency of solar cell.
q（V+IRs）
I=Iph-Id-Ish=Iph-Io e kT -1
- V+IRs Rsh
（1）
Rs— ——串联电阻；Rsh — ——并联电阻
Iph— ——光生电流；Id— ——二级正向管电流：
qVoc
Id=I（o e AkT -1）
2
2
Io=q
Dn ni + DP ni Ln NA Lp ND
（2） （3）
起到复合中心的作用，可以虏获空穴和电子，使它们复合，
复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小
的开路电压，用 Voc 表示。
I=0，有光照时，由上述可知光电流和正向结电流相
qVoc
等，但方向相反，于是由肖克莱方程给出：Id=Iph=I（o e AkT -1）
两边取对数整理后，A→1
得
Voc=
kT q
1n
Hale Waihona Puke Iph +1 Io
（6）
开路时，可以认为接近于理想太阳能电池，由此可见
太阳能电池的光伏电压与电池面积的大小无关。同时也与
Value Engineering
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太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究
Analysis and Research on Influencing Factor of Solar Cell Basic Parameter
秦玲 QIN Ling
（宁夏银星能源股份有限公司，银川 750021） （Ningxia Yinxing Energy Co.，LTD.，Yinchuan 750021，China）
暗电流有关。而对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括二
极管反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。
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价值工程
漏电流：太阳能电池片可以分 3 层，即薄层 （即 N
区），耗尽层（即 PN 结），体区（即 P 区），对电池片而言，始
终是有一些有害的杂质和缺陷的，有些是材料本身就有
的，也有的是工艺中形成的，这些有害的杂质和缺陷可以