太阳电池可看做是产生光生电流Iph 的恒 流源。
与之并联的有一个处于正偏置下的二 极管，通过二极管P-N结的漏电流ID称为 暗电流，是在无光照时，由于外电压作用 下P-N结内流过的电流，其方向与光生电 流方向相反，会抵消部分光生电流。
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一、太阳能电池的等效电路
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二、太阳能电池的主要技术参数
(3) 短路电流
在一定的温度和辐照度条件下，太阳 电池在端电压为零时的输出电流，也就是 伏安特性曲线与纵坐标的交点所对应的电 流，通常用Isc来表示。由下式可知：
I ? I ph ? I D ? I ph ? I 0 ( e qU /( AkT ) ? 1) 当U=0时，Isc=Iph 。
(1) 伏安特性曲线
实际上，通常并不是通过计算，而是通 过实验测试的方法来得到。
在太阳电池的正负极两端，连接一个可 变电阻R，在一定的太阳辐照度和温度下， 改变电阻值，使其由0（即短路）变到无穷 大（即开路），同时测量通过电阻的电流和 电阻两端的电压。
在直角坐标图上，以纵坐标代表电流， 横坐标代表电压，测得各点的连线，即为该 电池在此辐照度和温度下的伏安特性曲线， 如图所示。
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一、太阳能电池的等效电路
(2) 实际的太阳电池等效电路
太阳电池本身还有电阻，一类是串联 电阻，另一类是并联电阻（又称旁路电 阻）;
并联电阻是由于电池表面污染、半导 体晶体缺陷引起的边缘漏电或耗尽区内的 复合电流等原因产生的旁路电阻R sh ，一 般为几千欧。实际的太阳电池等效电路如 图所示。
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(1). 理想的太阳电池等效电路
暗电流ID表达式为： ID ? I0 (eqU /(AkT) ? 1)
式中 I0——反向饱和电流，在黑暗中通 过P-N结的少数载流子的空穴电流和电子电 流的代数和；
U——等效二极管的端电压；
q——电子电量；
T——绝对温度；
A——二极管曲线因子，取值在1~2之间。 因此，流过负载两端的工作电流为： I ? I ph ? ID ? I ph ? I0(eqU /(AkT) ? 1)
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(2) 实际的太阳电池等效 电路
在旁路电阻 Rsh 两端的电压为 Uj=（U+IR s），因此流过旁路电 阻Rsh 的电流为 Ish=（U+IR s）/Rsh 而流过负载的电流为：
I
?
I ph
?
ID
?
I sh
?
I ph
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专题四、太阳能电池的主要参数
主讲： 光电学院 钟建
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. 提纲 一、太阳能电池的等效电路 二、太阳能电池的主要技术参数
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一、太阳能电池的等效电路
(1). 理想的太阳电池等效电路 理想的太阳电池等效电路如图所示。 当连接负载的太阳电池受到光照射时，
太阳电池的短路电流Isc与太阳电池的 面积大小有关，面积越大，Isc越大，一般 1cm2的单晶硅太阳电池Isc=16~30mA。
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二、太阳能电池的主要技术参数
(4) 填充因子（曲线因子）
填充因子是表征太阳电池性能优劣的 一个重要参数，定义为太阳电池的最大功 率与开路电压和短路电流的乘积之比，通 常用FF( 或CF) 表示：
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二、太阳能电池的主要技术参数
(2) 开路电压
在一定的温度和辐照度条件下， 太阳电池在空载（开路）情况下的 端电压，也就是 伏安特性曲线与横 坐标的交点所对应的电压 ，通常用 Uoc来表示。
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二、太阳能电池的主要技术参数
?
I ph
?
q(U ? IRs )
I0 (e AkT
? 1)?
U
? IRs Rsh
由上式可知，当负载R从0变到无
穷大时，负载R两端的电压U和流过的
电流I之间的关系曲线，即为太阳电池
的负载特性曲线，通常称为太阳电池
的伏安特性曲线，以前也按习惯称为I
-V特性曲线。
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二、太阳能电池的主要技术参数
? 1)?
U
? IRs Rsh
旁路电阻越大，越接近于理想的太阳电 池，该太阳电池的性能也越好。
目前的太阳电池制造工艺水平，在 要求不很严格时，可以认为串联电阻接 近于零，旁路电阻趋近于无穷大，也就 可当做理想的太阳电池看待。
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一、太阳能电池的等效电路
(2) 实际的太阳电池等效电路
(2) 开路电压
对于一般的太阳电池，可近似认为接
近于理想的太阳电池，即太阳电池的串联
电阻值为零，旁路电阻为无穷大。当开路
时，I=0 ，电压U即为开路电压Uoc，
U oc
?
AkT ln( I phห้องสมุดไป่ตู้
q
I0
? 1) ?
AkT ln I ph
q
I0
太阳电池的开路电压Uoc与电池面积 大小无关，一般单晶硅太阳电池的开路电 压约为450~600mV，最高可达700mV左右。
实际的太阳电池等效电路还应 该包含由于 P-N结形成的结电容和 其他分布电容 ，但考虑到太阳电 池是直流设备，通常没有交流分 量，因此这些电容的影响也可以 忽略不计。
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二、太阳能电池的主要技术参数
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(1)伏安特性曲线
I
?
I ph
?
ID
?
I sh
?
q (U ? IRs )
I0 (e AkT
? 1)?
U
? IRs Rsh
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一、太阳能电池的等效电路
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(2) 实际的太阳电池等效电路
I
q(U ? IRs )
? I ph ? I D ? Ish ? I ph ? I0 (e AkT
显然，太阳电池的串联电阻越小，
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一、太阳能电池的等效电路
(2) 实际的太阳电池等效电路
太阳电池本身还有电阻，一类是串联 电阻，另一类是并联电阻（又称旁路电 阻）;
串联电阻主要是由于半导体材料的体 电阻、金属电极与半导体材料的接触电阻、 扩散层横向电阻以及金属电极本身的电阻 四个部分产生的Rs;
其中扩散层横向电阻是串联电阻的主 要形式，串联电阻通常小于1Ω；