太阳能电池的I

太阳能电池的 I-V 特性是指太阳能电池的输出电流和输出电压之间的关系，而通常所说的太阳能电池的 I-V 特性都是指在某一特定的环境温度和口照强度下的特性曲线。可以说，太阳能电池的绝大部分技术参数都可以在它的输出特性参数里面找到，因此研究它的 I-V 特性曲线是十分有意义的。通过对 I-V 特性曲线的研究可以使研究人员认识到环境是如何影响太阳能电池的以及太阳能电池是如何与负载相互作用的。 根据图 2-5 可以看出太阳能电池既不是恒流源， 也不是恒压源。 它是一种非线性输出的电力装置， 整条曲线可以分为恒压源恒流源和最大功率区域。05 10 15 200.511.522.530102030405060I(A) P(W)U(V)ImVmPmI-V 特性P-V特性图 2-5 太阳能电池的伏安特性曲线根据图 2-5 可以得到太阳能电池板输出特性的几个重要的技术参数 : ① 路电流 Isc （ Short Circuit Current) 。 就是给定光照、 温度条件下， 输出端短路时，过太阳能电池两端的电流。②开路电压 Voc (Open Circuit Voltage) 。就是给定光照、温度条件下，输出端开路时，太阳能电池两端的电压。③最大功率点电压（ Maximum Power ） 。就是给定光照、温度条件下，太阳能电池板所能输出的最大功率。 此时， 电池板的输出电压是最大功率点电压 Vm 电流是最大功率点电流Im。此外， P-V特性曲线可以更直观的确定 Pm、 Vm 和 Im，它是在 I-V 特性曲线基础上通过数据计算后作出的。2.3.2 日照因素对伏安特性曲线的影响太阳能电池的口照特性指的是太阳能电池的电气性能与口照强度之间的关系。 只改变口照强度而保持其他外部条件不变， 可以得到开路电压与短路电流随口照强度变化而变化的曲线图。 图 2-6 列出了某晶体硅电池分别在口照强度为 25MW/cm 2 , 50MW/cm 2 , 75MW/cm 2和 100MW/cm 2 四种条件下的 I-V 特性曲线。照度降低，电流减小光照降低， 缓慢减小ocUI(A)U(V)可以看出， 随着口照强度的变化， 曲线的位置不同， 但每条曲线的形状大体上是一致的。开路电压 Voc 随口照强度的升高而呈现对数关系增加，而短路电流 Isc 与口照强度呈线性关系，也就是说随口照强度的变化短路电流变化剧烈，而开路电压的变化则相对缓慢。2.3.3 温度因素对伏安特性曲线的影响太阳能电池的温度特性指的是当太阳能电池本身的温度发生变化的时候， 其伏安特性也会发生相应的变化。 图 2-8 表示了其他条件不变不同温度条件下， 太阳能电池的伏安特性曲线的变化。由图可以看出，温度的变化对于开路电压有着一定的影响，对于硅光电池来说，温度每升高 1 0 度，开路电压就下降大约 2-3mV。开路电压与温度的关系有着接近于线性的关系， 太阳能电池的温度系数是负的系数。另外， 随着温度升高， 光谱的曲线会相应的向长波的方向移动，所以短路电流也会随温度的升高而有所上升。短路电流的温度系数是正的，温度每上升 1 摄氏度，短路电流的大约是上升万分之几。I/AU/V0.501.001.502.002.500.10 0.20 0.30 0.40 0.5020℃30℃40℃50℃60℃70℃2/100 mWS图 2-8 温度对太阳能电池 I-V 特性的影响温度对工作电压和工作电流的影响与对开路电压和短路电流的影响相当的接近。 综合温度对电压和电流的影响， 太阳能电池的功率温度系数是负的， 温度每升高 1 摄氏度， 功率大约下降千分之几。