池技术日趋成熟。太阳能光伏电池是一种能量转换的光电器件,本质上是一个大面积半导体二极管。它的工作原理是半导体的光伏效应,即当太阳能光电器件受到光照射时,半导体PN结上产生电子一空穴对,在半导体内部PN结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,它们在PN结附近形成与势垒方向相反的光生电场。在N区和P区之间的薄层就产生电动势(P区带正电,N区带负电),这就是光伏效应,如图2.1所示。图2.1太阳能光伏电池的光伏效应2.2太阳能光伏电池的特性太阳能电池的光伏特性曲线,即伏安特性曲线(I-V特性曲线),是在一定光强、一定温度下太阳能光伏电池的负载外特性,直接反映在电池输出功率。可以用其I-V特性及P-V特性表示,如图2.2(a)、(b)所示:图2.2(a)太阳能光伏电池I-V特性曲线(b)太阳能光伏电池P-V特性曲线太阳能光伏电池的性能参数:(1)开路电压Uoc,即将太阳能光伏电池置于100mW/cm2的光源照射下,在两端开路时,太阳能光伏电池的输出电压值。(2)短路电流Isc,就是将太阳能光伏电池置于标准光源的照射下,在输出端短路时,流过太阳能光伏电池两端的电流。(3)最大输出功率,即选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大,用符号Pm表示。此时的电流和电压称为最佳工作电流和最佳工作电压,用符号Um和Im表示,。(4)填充因子,是衡量太阳能电池输出特性的重要指标,其值等于最大输出功率Pm除以开路电压Uoc和短路电流Isc的乘积:(2–1)(5)转换效率,太阳能光伏电池的转换效率指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率,等于太阳能光伏电池的输出功率与入射到太阳能光伏电池表面的能量之比:(2–2)当太阳光照强度或温度不同时,太阳能光伏电池的输出特性有较大的改变,即对应不同的太阳光照强度或温度有不同的输出特性曲线,如图2.3(a)、(b)和图2.4(a)、(b)所示:
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