оптични имоти-на-слънчеви-клетъчни материали
Оптичните свойства на слънчевите клетки често определят крайната ефективност на слънчевите клетки и са основата за процеса на проектиране.
(1) Закон за поглъщане
Когато лъч със спектрално излъчване I0 е ортогонално падащ върху повърхността на полупроводника, след изваждане на отражението, спектралното излъчване, влизащо в полупроводника, е I0 (1-R), а разстоянието от предната повърхност е x при полупроводника. Спектралното излъчване Ix се определя от закона за абсорбцията: когато дебелината на ламелата е d, можем да получим по-пълна апроксимация на пропускливостта.
Връзка между коефициента на поглъщане и дължината на вълната на монокристалния силиций, галиев арсенид и някои важни слънчеви клетъчни материали
(2) Вътрешна абсорбция
В атомните образи вътрешната абсорбция на силиций може да се разбира като факт, че един силиконов атом е възбуден от фотон, причинявайки валентен електрон да се превърне в свободен електрон, докато оставя дупка в ковалентната връзка. Експериментите са установили, че само тези фотони, чиято hu е по-голяма от забранената ширина на лентата Eg, могат да предизвикат вътрешна абсорбция.
Очевидно е, че инцидентният фотон трябва да удовлетворява или честотата на светлината, в която Vo- може да предизвика вътрешна абсорбция (граница на абсорбция на честотата); λo-- само дължината на вълната на вътрешната абсорбция на светлината (граница на абсорбция на дължина на вълната).
Счита се, че силицийът е прозрачен за инфрачервена светлина с дължина на вълната по-голяма от 1.15 цт.
Схема на еквивалент на слънчевата клетка, изходна мощност и коефициент на запълване
(1) еквивалентна схема
За да се опише работното състояние на батерията, батерията и системата за зареждане често се симулират с еквивалентна схема.
1. Източник на постоянен ток: При постоянно осветление слънчевата клетка в работно състояние не променя фотострума си в работно състояние. Тя може да се разглежда като източник на постоянен ток в еквивалентната верига.
2. Тъмен ток Ibk: Част от фототока преминава през натоварването RL, а напрежението на клемата U се установява през товара. На свой ред, тя е насочена напред към PN връзката, предизвиквайки тъмен ток Ibk, противоположен на посоката на фототока.
3. По този начин се изтегля еквивалентната верига на идеалната соларна клетка с хомогенерация.
4. Серия съпротивление RS: Благодарение на контакта между предния и задния електрод, а самият материал има определено съпротивление, неизбежно е да се въведат допълнителни резистори в основния и горния слой. Когато през тях преминава ток, протичащ през товара, той неизбежно ще причини загуба. В еквивалентна схема, техният общ ефект може да бъде представен от серия резистор RS.
5. Паралелно съпротивление RSH: Поради изтичане на ръба на акумулатора и изтичане на метален мост, образуван в микропукнатината, надраскване и др., Когато се прави метализиран електрод, част от тока, която трябва да се премине през товара, е кратка съединен. Резисторът RSH е еквивалентен.
Когато токът, протичащ в натоварването RL е I, а напрежението на терминала на товара RL е U, то се получава:
P във формулата е изходната мощност, получена върху натоварването RL, когато слънчевата клетка е облъчена.
(2) Изходна мощност
Когато токът, постъпващ в натоварването RL е I и напрежението на натоварването на RL е U, може да се получи, че P във формулата е изходната мощност, получена върху натоварването RL, когато слънчевата клетка е облъчена.
Когато RL на натоварване се променя от 0 на безкрайност, изходното напрежение U се променя от 0 до U0C, а изходният ток се променя от ISC на 0, като по този начин извлича крива на характеристиката на товара на слънчевата клетка. Всяка точка на кривата се нарича работна точка. Работната точка и началната линия се наричат товарни линии. Реципрочната стойност на наклона на товарната линия е равна на RL. Хоризонталните и вертикалните координати, съответстващи на работната точка, са работното напрежение и работния ток.
При регулиране на съпротивлението на натоварване RL до определена стойност Rm, на кривата се получава точка M, а произведението на съответния работен ток Im и работното напрежение Um е най-голямото, което е: Pm = ImUm
Като цяло, точката М е оптималната работна точка (или максималната точка на мощност) на слънчевата клетка, Im е оптималният работен ток, Um е оптималното работно напрежение, Rm е оптималното съпротивление на товара, а Pm е максималната изходна мощност.
(3) Фактор за запълване
1. Съотношението на максималната изходна мощност към (Uoc × Isc) се нарича коефициент на запълване (FF), който е един от важните показатели за измерване на изходните характеристики на слънчевите клетки.
2. Факторът на пълнене характеризира предимствата и недостатъците на слънчевите клетки. При определено спектрално излъчване, колкото по-голямо е FF, толкова по-квадратна е кривата и колкото по-висока е изходната мощност.