太阳能电池基本参数的影响因素分析

所有的太阳能电池组件标称的功率等参数都是在标准条件下测得的，这个标准条件就是组件温度25℃，光照为每平方米1000瓦，大气质量为AM1.5（从太阳表面放射出的光线,到达地球大气层时,会随着当地的纬度、时间与气象状况而改变。

也就是说，同一地点的直射日光，会随着四季不同的空气量而改变。

通过大气层的空气量称为空气质量即AM。

太阳光从天顶垂直通过大气层的空气量称为AM1，但在自然条件下，太阳光一般是倾斜通过大气层的，此时的空气量称为AM1.5。

）光谱特征，而一般太阳能电池都不是在此条件下工作的。

太阳能电池包括单晶硅、多晶硅、薄膜等类型,它们都是利用半导体的光伏效应发电的，其发电性能不可避免的受到结温的影响。

而结温又与环境温度、日照强度和通风情况有关在阳光的照射下，太阳能电池的结温会迅速升高。

特别是在阳光较强温度较高的夏季，组件的结温甚至高达70℃以上。

工作温度越高，非晶硅电池的优势越明显，非晶硅电池的年平均发电量比晶体硅电池多10%左右。

任何太阳能电站都是由若干组件串联，最后通过汇流并联而成。

设计组件串联，使其开路电压、工作电压等参数处于最佳值并与逆变器匹配。

要实现最佳匹配组件串联必须满足三个基本条件：第一，组件串联后的最大开路电压不能超过组件的最大系统电压（组件的安全电压,一般而言，大陆地区和欧洲地区规定此值为1000伏，北美地区为600伏）；第二，组件的最大开路电压不能超过逆变器的最大允许电压；第三，组件串联的工作电压要在逆变器的工作电压的跟踪范围之内。

但是需要特别强调是上述三点内容都受温度和光照的影响。

太阳能电池的输出功率在达到25℃最佳工作温度后，会随着温度的上升而降低。

尤其是在炎热的夏季，高温条件下功率衰减的幅度会更大。

相比晶体硅太阳能电池来说，非晶硅薄膜电池由于具有良好的低温特性，所以更加适合在夏季高温的条件下工作，相比其它类型太阳能电池来说，同样功率的非晶硅薄膜电池能产生更多的年总发电量，这主要是非晶硅薄膜电池具有以下特性：1、低温度特性：通常来说，光伏组件的电性能参数都是在标准测试条件下测得的，标准测试条件（STC）包括：（光强：1000W/M2；频谱：1.5安培；组件温度：25℃）。

影响太阳能电池输出功率变化因素的探究虚拟仿真实验报告背景随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，可再生能源成为了解决能源问题和减少碳排放的重要途径之一。

而太阳能作为一种清洁、可再生的能源来源，受到了广泛关注。

太阳能电池是将太阳光转化为电能的装置，其输出功率是衡量太阳能电池性能优劣的一个重要指标。

然而，太阳能电池的输出功率受到多种因素的影响，如光照强度、温度、角度等。

因此，对于这些影响因素进行深入研究和分析，对于优化太阳能电池性能具有重要意义。

本实验通过虚拟仿真实验的方式，探究影响太阳能电池输出功率变化的因素，并对实验结果进行分析和讨论，以期得出一些有价值的结论和建议。

实验目标本实验旨在研究以下几个主要因素对太阳能电池输出功率的影响：1.光照强度：不同光照强度下太阳能电池输出功率的变化规律；2.温度：不同温度下太阳能电池输出功率的变化规律；3.角度：不同安装角度下太阳能电池输出功率的变化规律。

实验步骤1.设置实验参数：确定太阳能电池的初始参数，如面积、效率等；2.光照强度实验：设置不同光照强度，记录太阳能电池在每个光照强度下的输出功率；3.温度实验：设置不同温度，记录太阳能电池在每个温度下的输出功率；4.角度实验：设置不同安装角度，记录太阳能电池在每个安装角度下的输出功率；5.数据分析和讨论：根据实验数据进行分析，并讨论影响因素对太阳能电池输出功率的影响程度和变化规律。

结果与讨论光照强度实验结果通过改变光照强度，我们记录了太阳能电池在不同光照强度下的输出功率。

实验结果显示，随着光照强度增加，太阳能电池输出功率也呈现出增加的趋势。

这是因为光照强度越大，太阳能电池吸收到的太阳能也越多，从而产生更多的电能。

温度实验结果在不同温度条件下，我们记录了太阳能电池的输出功率。

实验结果显示，随着温度升高，太阳能电池输出功率呈现下降的趋势。

这是因为高温会导致太阳能电池内部产生一些不利于电流传输的反应或损失，从而降低了输出功率。

太阳能电池特性研究实验报告太阳能电池特性研究实验报告引言：太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来备受关注。

太阳能电池作为太阳能利用的核心技术之一，其特性研究对于提高太阳能利用效率具有重要意义。

本实验旨在探究太阳能电池的特性及其对环境因素的响应。

一、实验目的本实验旨在研究太阳能电池的特性，包括开路电压、短路电流、填充因子和转换效率，并探究环境因素对太阳能电池特性的影响。

二、实验原理太阳能电池是利用光生电压效应将太阳能转化为电能的装置。

在太阳能电池中，光线照射到半导体材料上，激发出电子-空穴对，形成光生电流。

通过将正负极连接外部电路，可以将光生电流转化为电能。

三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括太阳能电池、光源、电压表、电流表和电阻箱等。

2. 将太阳能电池置于光源下方，调整光源的强度，使得太阳能电池表面接收到均匀的光照。

3. 使用电压表和电流表分别测量太阳能电池的开路电压和短路电流。

4. 调整电阻箱的阻值，改变电路中的负载，记录太阳能电池的输出电压和输出电流。

5. 根据实验数据计算太阳能电池的填充因子和转换效率。

通过实验测量，得到了太阳能电池在不同光照强度下的开路电压和短路电流。

随着光照强度的增加，太阳能电池的开路电压呈现出先增大后减小的趋势，而短路电流则随光照强度的增加而增加。

这是因为在光照较弱时，太阳能电池中的载流子复合速率较慢，导致开路电压较低。

随着光照强度的增加，载流子的生成速率增加，导致短路电流增加。

然而，当光照强度过高时，太阳能电池中的电子-空穴对的生成速率达到饱和，载流子复合速率也增加，导致开路电压下降。

填充因子是太阳能电池特性的重要参数之一，它反映了太阳能电池的电流输出能力。

通过实验测量的数据，可以计算出太阳能电池的填充因子。

填充因子的大小受到太阳能电池的内部电阻和光照强度的影响。

当太阳能电池的内部电阻较小时，填充因子较大；而当光照强度较小时，填充因子较小。

转换效率是衡量太阳能电池性能的指标之一，它反映了太阳能电池将太阳能转化为电能的能力。

太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究摘要：本文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。

关键词：太阳能电池基本参数影响因素前言：太阳能电池测试系统是一套用于测试、检测太阳能组件或光伏阵列的完整装置，通过测试可以给出太阳能电池的各项参数，作为评价太阳能电池的性能指标。

太阳能电池测试系统一般根据测试需要由采集仪器、硬件电路和软件程序等组成。

在一定光照条件下，通过对太阳能电池的输出电压或输出电流的控制，进行测试实验，记录测试数据，然后对测量结果进行处理、分析，最后得到太阳能电池的参数。

太阳能电池性能参数测试系统的原理通常包括:测试系统分类与组成、太阳能电池发电原理、温度传感器测试原理、太阳能电池测试原理等几方面。

太阳能电池测试系统一般包括光源，标准电池，电池固定装置，负载电阻，温度计，数据采集、记录及显示模块等。

定照度的光源照射在太阳能电池表面上，使其产生电能;标准电池用于测量光源的辐照度，作为被测电池的参考;电池固定装置用于安装太阳能电池以及调整其正对光源;负载电阻接在电池的外围电路上，形成回路，通过改变电阻大小来改变太阳能电池的输出特性，目前很多测试系统都采用电子负载作为负载电阻;温度计用于测量太阳能电池的背表面温度，以达到标准测试条件的要求;数据采集、记录及显示模块能够完成太阳能电池的输出电压、输出电流的采集以及V-I特性曲线的显示等。

一、太阳能电池分类与原理太阳能电池是一种可以直接将太阳能转换为电能的器件1954年，第一个太阳能电池在美国贝尔实验室诞生，从此开启了太阳能电池的新纪元。

随着新的科学技术的发展，太阳能电池的种类也越来越多，转换效率也有了明显的提高。

目前，太阳能电池按照构成材料的不同可分为硅材料半导体、多元化合物半导体、有机半导体等三大类。

其中硅材料半导体由结晶类和非结晶类组成，结晶类包括单晶硅电池和多晶硅电池;多元化合物半导体则由3-5族化合物电池、2-6族化合物电池和1-3-6族化合物电池组成;有机半导体包括酞著、聚乙炔等。

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y近代光学创新实验实验名称：太阳能光伏电池测试与分析院系：专业：姓名：学号：指导教师：实验时间：哈尔滨工业大学一、实验目的1、了解pn结基本结构和工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn结的IV特性及IV特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能电池特性的影响；5、通过分析PN结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。

二、实验原理1、光生伏特效应半导体材料是一类特殊的材料，从宏观电学性质上说它们导电能力在导体和绝缘体之间，导电能力随外界环境（如温度、光照等）发生剧烈的变化。

半导体材料具有负的带电阻温度系数。

从材料结构特点说，这类材料具有半满导带、价带和半满带隙，温度、光照等因素可以使价带电子跃迁到导带，改变材料的电学性质。

通常情况下，都需要对半导体材料进行必要的掺杂处理，调整它们的电学特性，以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。

基于半导体材料电子器件的核心结构通常是pn结，pn结简单说就是p型半导体和n型半导体的基础区域，太阳能电池本质上就是pn结。

常见的太阳能电池从结构上说是一种浅结深、大面积的pn结，如图1所示，它的工作原理的核心是光生伏特效应。

光生伏特效应是半导体材料的一种通性。

当光照射到一块非均匀半导体上时，由于内建电场的作用，在半导体材料内部会产生电动势。

如果构成适当的回路就会产生电流。

这种电流叫做光生电流，这种内建电场引起的光电效应就是光生伏特效应。

非均匀半导体就是指材料内部杂质分布不均匀的半导体。

pn结是典型的一个例子。

N型半导体材料和p型半导体材料接触形成pn结。

pn结根据制备方法、杂质在体内分布特征等有不同的分类。

太阳能电池基本参数的影响因素分析与研究作者：秦玲来源：《价值工程》2012年第32期摘要：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 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.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中图分类号：S214 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0033-030 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。

太阳能电池生产中的开压和短路电流太阳能电池是一种利用光的能量转化为电能的装置，是太阳能光电转换的核心部件。

在太阳能电池的生产过程中，开压和短路电流是两个重要的参数。

本文将对太阳能电池的开压和短路电流进行详细说明。

首先，我们来了解一下太阳能电池的基本原理。

太阳能电池是利用半导体材料特性的器件，其中最常用的材料是硅。

当太阳光照射到太阳能电池上时，光子会激发半导体材料中的电子，形成电子-空穴对。

在太阳能电池的p-n结中，产生的电子被推向n区，而空穴被推向p 区。

这样就形成了电子在p区和n区之间的电势差，也就是电压。

当外部电路连接到太阳能电池上时，电子和电流就可以从p区流向n区，完成电能的转换。

开压是指太阳能电池在没有外部电路连接时的电压。

在开路状态下，电子和电流不能流动，因此太阳能电池的电路是打开的。

开压是太阳能电池的输出电压，在一定程度上反映了太阳能电池的工作状态和性能。

开压取决于太阳能电池的材料、结构、工艺等因素，一般为太阳能电池的额定电压。

短路电流是指太阳能电池在短路状态下的输出电流。

在短路状态下，太阳能电池的正负极直接连接，形成一个低电阻回路。

这时电子和电流可以自由地流动，产生最大的电流。

短路电流是太阳能电池的最大输出电流，也是反映太阳能电池性能的指标之一。

短路电流取决于太阳能电池的面积、材料、温度等因素。

太阳能电池的开压和短路电流是太阳能电池性能评估的重要参数。

在太阳能电池生产中，制造商通过不断优化材料、工艺和设备来提高太阳能电池的开压和短路电流。

为了实现更高的开压和短路电流，制造商会采取以下几种方法：1.优化材料选择：制造商会选择具有高吸收率和高电导率的半导体材料，以提高光电转换效率和电子传导性能。

2.改进工艺流程：制造商会对太阳能电池的制备工艺进行调整和改进，以提高电极与半导体之间的接触质量，减少光电子复合等损失。

3.提高制备设备的精度和稳定性：制造商会投资更新的设备，提高生产线的精度和稳定性，以确保太阳能电池的一致性和稳定性。

太阳能光伏电池测试于分析洪小沯一、实验目的1、了解pn 结基本结构和工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn 结的IV 特性及IV 特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能 电池特性的影响；5、通过分析PN 结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。

二、实验原理1、光生伏特效应2、太阳能电池无光照情况下的电流电压关系－（暗特性）电流电压关系为肖克莱方程：]1)[exp(0-=Tk eV I I s 反向饱和电流为：)exp(~)(02322/1Tk E T N n D e J g A i n ns -≈+γτ 含有温度参数的正向电流电压关系为：])(exp[0023Tk V V e T AJ I g -∝=+γ显然正向电流在确定外加电压下也是随着温度升高而增大的。

3、太阳能电池光照情况下的电流电压关系（光特性）光电流I L 在负载上产生电压降，这个电压降可以使pn 结正偏。

如图3所示，正偏电压产生正偏电流I F 。

在反偏情况下，pn 结电流为 )]1[exp(0--=-=Tk eV I I I I I S L F L短路电流或者闭路电流I sc 。

I=I SC =I L)]1[exp(00--==Tk eV I I I S L 开路电路电压V OC 为)1ln(0SL OC I I e T k V +=4、太阳能电池的效率 太阳能电池的转换效率η定义为输出电能P m 和入射光能P in 的比值：%100%100⨯=⨯=inm m in m p V I p p η三、实验设备 设备采用整体箱式布局，所有元件都集中在一个箱体中，无外在分离结构。

包括光源与太阳能电池、光路和外电路三个部分。

1、光源与太阳能电池部分采用高压氙灯光源，高压氙灯具有与太阳光相近的光谱分布特征。