太阳电池填充因子与并联电阻的指数关系

云南师范大学学报(自然科学版) 2013年9月一33卷5期(V01．33No．5) JournalofYunnanNormalUniversity DIO：10．7699／j．ynnu．ns一2013-067 太阳电池填充因子与并联电阻的指数关系+ 魏晋云 (云南师范大学太阳能研究所，云南昆明650092) 摘要： 太阳电池的并联电阻对其填充因子有显著的影响。忽略串联电阻，从太阳电池的I—V特 性方程出发，采用Matlab数值分析，得到填充因子与并联电阻之间服从指数关系。 关键词：太阳电池；填充因子；并联电阻；数值分析；Matlab 中图分类号：TM914．4文献标志码： A 文章编号： 1007-9793(2013)05—0038-03 太阳电池的填充因子是征太阳电池性能优劣的一个重要参数，其定义为最大输出功率与短路电 流和开路电压乘积之比。填充因子越大，太阳电池的效率越高。由太阳电池的电流一电压(I—V)特性方 程可计算出填充因子的大小。并联电阻对填充因子有显著的影响。太阳电池的I—V特性方程是超越方 程，不可能直接推导出填充因子对并联电阻的解析式。对太阳电池并联电阻的研究主要是对其的测量 和计算口4]，都较繁琐。本文在文献[5，6]的基础上，忽略串联电阻，根据太阳电池的I—V方程，推导出 填充因子与并联电阻的经验数值关系。 1理论计算 ㈨一，oH警)-1]一半 ㈩ 其中I、v分别是负载上的电流、电压，IL为光生电流，Io为反向饱和暗电流，n为PN结品质因子，R。、 R。。分别为串、并联电阻，¨=塑q是热电压。 在理想情况下，n=1，令R。=0，(1)式为 ，=t一厶H丧)一·]_瓦V (2) 开路情况下，I=0，可求出反向饱和电流I。是开路电压、光生电流和并联电阻的函数，有 r y．or 卜杀 ㈩ 填充因子为 一畿 ㈩ 在AMl．5，100mw／cm2光照下，25。C时，2x2em2的硅太阳电池的参数为：V。。=570mY，IL=120mA．根 +收稿日期：2013—03～叭 作者简介：魏晋云(1961一)，男，云南昆明人，副研究员，主要从事太阳电池方面研究 万方数据 第4期 魏晋云： 太阳电池填充因子与并联电阻的指数关系 ·39· 5 26．3157 10 49．2499 15 59．9860 20 65．4596 25 68．7631 30 70．9716 35 72．5518 40 73．7382 45 74．6616 50 75．4009 55 76．0059 60 76．5103 65 76．9373 70 77．3033 75 77．6206 80 77．8983 85 78．1433 90 78．3612 95 78．5561 100 78．7316 对填充因子与并联电阻的数值关系进行曲线拟合，如图1所示，可得两者为指数关系。 零 壶 l R。h／Q 图1 填充因子与并联电阻的指数关系 Fig．1Exponentialrelationbetween6Ufactorandshuntresistance 万方数据 ·40。 云南师范大学学报(自然科学版) 第33卷 指数关系拟合具体的公式为 胛瑙·8226exp(半) (5) 就有经验公式 耶邓F0exp(一忐) (6) 式中FF。为并联电阻为无穷大时的填充因子，c为正的经验常数，单位为Q． 2结论 不考虑串联电阻的影响，用Matlab对太阳电池的I-V方程进行数值分析，可得到填充因子随并联电 阻增大而增大并逐渐趋缓的经验指数关系。 参考文献： [1]BOUZIDIK，CHEGAARM，BOUHEMADOUA．Solarcellsparametersevaluationconsideringtheseriesandshuntre— sistance[J]．SolarEnergyMaterialsandSolarCells，2007，91(18)：1647—1651． [2] [3] [4] [5] [6] EL—ADAWIMK，AL—NUAIMI A．Amethodtodeterminethesolarcellseriesresl‘stancefroma singleI-VCharac． teristiccurveconsideringitsshuntresistance—Newapproach[J]．Vacuum，2001，64(1)：33—36． MALEIKAI，XULIANG，ZHANGKUNPENG，eta1．Themeasurementofseriesandshuntresl‘stancesofthesilicon solarcellbasedonLabVIEW[C]．2011InternationalConferenceonElectricalandControlEngineering．2011．2711 —2714． CHANDANIELS H，PHANGJACOBCH．Amethodforthedirectmeasurementofsolarcellshuntresl’stance『J]． IEEETransactionsonElectronDevices，1984，31(3)：381—383． 魏晋云．太阳电池并联电阻对I—V曲线的影响[J]．云南师范大学学报：自然科学版，2012，32(5)：19—22． 魏晋云．太阳电池最大功率的稳定性[J]．云南师范大学学报：自然科学版，2012，32(5)：27～29． ExponentialCharacteristicofFillFactorand ShuntResistanceofSolarCell WEIdin—yun (SolarEnergyResearchInstitute，YunnanNormalUniversity，Kunming650092，China) Abstract：Shuntresistanceresultsinreductioninfillfactorofsolarcell．ExponentialbehavioroffiU factorandshuntresistanceofsolarcellhasbeendeducedindefaultofseriesresistanceusingnumerical analysisoftheI—VequationandMatlab． Keywords：Solarcell；Fillfactor；Shuntresistance；Numericalanalysis；Matlab 万方数据 太阳电池填充因子与并联电阻的指数关系 作者： 魏晋云， WEI Jin-yun 作者单位： 云南师范大学太阳能研究所,云南昆明,650092 刊名： 云南师范大学学报（自然科学版） 英文刊名： Journal of Yunan Normal University(Natural Sciences Edition) 年，卷(期)： 2013,33(5) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ynsfdxxb201305007.aspx