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常見(jiàn)問(wèn)題
太陽(yáng)能路燈光伏電池的性能參數(shù)
發(fā)布時(shí)間:2021/4/10 21:19:33 來(lái)源:本站
影響太陽(yáng)能路燈電池組件的性能參數(shù)主要有:短路電流、開(kāi)路電壓、峰值電流、峰值電壓、峰值功率、填充因子和轉(zhuǎn)換效率。這些性能參數(shù)的概念與硅太陽(yáng)能電池的主要性能參數(shù)相同,只是在具體的數(shù)值上有所區(qū)別。
(1)短路電流(Isc)將太陽(yáng)能電池置于標(biāo)準(zhǔn)光源的照射下,將太陽(yáng)能電池組件輸出端短路時(shí),流過(guò)太陽(yáng)能電池兩端的電流就是電池組件的短路電流。測(cè)量短路電流的方法是用內(nèi)阻小于1Ω的電流表接在太陽(yáng)能電池的兩端。短路電流隨著光強(qiáng)的變化而變化。
(2)峰值電流(Im)峰值電流也叫最大工作電流或最佳工作電流。峰值電流是指太陽(yáng)能電池組件輸出最大功率時(shí)的工作電流,峰值電流的單位是A。
(3)峰值電壓(Um)峰值電壓也叫最大工作電壓或最佳工作電壓。峰值電壓是指太陽(yáng)能電池片輸出最大功率時(shí)的工作電壓,峰值電壓的單位是V。組件的峰值電壓隨電池片串聯(lián)數(shù)量的增減而變化,36片電池片串聯(lián)的組件峰值電壓為17~17.5V
(4)開(kāi)路電壓(Uoc)在光源照射下,兩端開(kāi)路(太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)極不接負(fù)載)時(shí),太陽(yáng)能電池的輸出電壓值即為開(kāi)路電壓。開(kāi)路電壓的單位是V太陽(yáng)能電池組件的開(kāi)路電壓隨電池片串聯(lián)數(shù)量的增減而變化,36片電池片串聯(lián)的組件開(kāi)路電壓為21V左右?捎酶邇(nèi)阻的直流毫伏計(jì)測(cè)量電池的開(kāi)路電壓。
(5)最大輸出功率如果選擇的負(fù)載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積最大,即可獲得最大輸出功率,用符號(hào)Pm表示。此時(shí)的工作電壓和工作電流稱(chēng)為最佳工作電壓和最佳工作電流,分別用符號(hào)Um和Im表示,Pm=UmIm
額定電壓與額定電流的乘積就是額定功率。額定輸出功率就是在正常條件下最大的輸出功率(可長(zhǎng)期工作)。太陽(yáng)能電池的額定輸出功率與轉(zhuǎn)換效率有關(guān),一般來(lái)講,單位面積的電池組件,轉(zhuǎn)換效率越高,其輸出功率越大。太陽(yáng)能電池目前的轉(zhuǎn)換效率一般在14%~17%之間,每平方厘米的電池片,其輸出功率在14~16mW,每平方米的太陽(yáng)能電池組件輸出功率約120W。
(6)峰值功率(Pm)峰值功率也叫最大輸出功率或最佳輸出功率。峰值功率是指太陽(yáng)能電池組件在正常工作或測(cè)試條件下的最大輸出功率,也就是峰值電流與峰值電壓的乘積:Pn=ImUm。峰值功率的單位是W。太陽(yáng)能電池組件的峰值功率取決于太陽(yáng)輻照度、太陽(yáng)光譜分布和組件的工作溫度,因此太陽(yáng)能電池組件的測(cè)量要在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。太陽(yáng)能電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):大氣質(zhì)量為AM1.5時(shí)的光譜分布(具體規(guī)定可參見(jiàn)有關(guān)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)),人射的太陽(yáng)輻射度為1000W/m2,溫度為25℃。在此條件下太陽(yáng)能電池的輸出功率定義為太陽(yáng)能電池的峰值功率。
(7)填充因子(ff)是指太陽(yáng)能電池組件的最大功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積的比值:f=Pm/(IsU。)。它體現(xiàn)電池的輸出功率隨負(fù)載的變動(dòng)特性,填充因子是表征太陽(yáng)能電池優(yōu)劣的重要參數(shù)之一。填充因子越大,太陽(yáng)電池性能就越好
填充因子主要取決于以下因素。
①隨電池材料的禁帶寬度的增大而增大,例如優(yōu)質(zhì)砷化鎵太陽(yáng)能電池的填充因子?蛇_(dá)到0.87~0.89而硅電池只能達(dá)到0.75~0.85。一般太陽(yáng)能電池組件的填充因子在0.5~0.8之間。
②串聯(lián)電阻增大,旁路電阻減小,PN結(jié)中存在缺陷與雜質(zhì)等不良情況時(shí)
都會(huì)ff使變小。對(duì)同一個(gè)太陽(yáng)能電池,在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi),填充因子隨光強(qiáng)的減小而增加。
③溫度升高時(shí),雖然太陽(yáng)能電池的工作電流有所增加,但工作電壓卻會(huì)下降,而且后者下降較多,因此總的輸出功率要下降,所以盡量應(yīng)使太陽(yáng)能電池在較低的溫度下工作。
(8)轉(zhuǎn)換效率(η)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率是指在外部回路上連接最佳負(fù)載電阻時(shí)的最大能量轉(zhuǎn)換效率,等于太陽(yáng)能電池的輸出功率與入射到太陽(yáng)能電池表面的能量之比,即η=Pm(電池組件的峰值功率)/[A(電池組件的有效面積)Pin(單位面積的入射光功率)],其中Pin=1000W/m2=100mW/cm2
太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數(shù),它與電池的結(jié)構(gòu)、結(jié)特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān),其中與制造電池半導(dǎo)體材料禁帶寬度的關(guān)系最為直接。首先,禁帶寬度直接影響最大光生電流即短路電流的大小。由于太陽(yáng)光中光子能量有大有小,只有那些能量比禁帶寬度大的光子オ能在半導(dǎo)體中產(chǎn)生光生電子空穴對(duì),從而形成光生電流。所以,材料禁帶寬度小,小于它的光子數(shù)量就多,獲得的短路電流就大;反之,禁帶寬度大,大于它的光子數(shù)量就少,獲得的短路電流就小。但禁帶寬度量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮,從而降低了光子能量的利用率。其次,禁帶寬度又直接影響開(kāi)路
電壓的大小。開(kāi)路電壓的大小和PN結(jié)反向飽和電流的大小成反比。禁帶寬度越大,反向飽和電流越小,開(kāi)路電壓越高。