光伏技术 | 什么是电性能参数

学术   2024-10-15 21:31   河南  

1. Uoc:开路电压

① 指电池无电流通过时正负极之间的电位差;

② 计算方法:将电流数组相邻的电流值两两相乘,当结果小于等于零时,说明I-V线与横轴相交,此时对应电压数组中的值即为开路电压。

③ 理论上我们要求开路电压越高越好,开压主要受以下条件影响:

a. 硅片本身的少子寿命;

b. 扩散均匀性;

c. 铝背场的烧结和铝浆料的选用,铝在硅中是作为P型掺杂,它可以减少金属与硅交接处的少子复合,从而提高开路电压和短路电流,改善对红外线的响应;

d. 背场厚度适当增加,有利于更好的吸附杂质,减少因杂质引起的复合中心,能提高电池的短路电流和开路电压,增加长波段光的响应;  

2. Isc:短路电流

正负极短路情况下的电流,将电流数组相邻的电压值两两相乘,当结果小于等于零时,说明I-V线与横轴相交,此时对应电流数组中的值即为短路电流。

a. 金属电极与硅的接触电阻是影响太阳能电池填充因子和短路电流而影响光电转换效率的重要因素之一;金属电极离PN结薄层越近越好,这样更有利于对少数载流子(少子)的吸收;烧结工艺的调试使接触电阻越小越好;

b. 短路电流基本与Rsh无关,但受Rs的影响,随着Rs的增大,Isc会减小;

c. 表面复合速率:低的表面复合速率有助于提高Isc;

d. 减小细栅线线宽:这样减小遮光面积,产生更多的光生载流子;

e. 增大细栅线高度:更好的搜集硅表面的自由电子。

3. Rs:串联电阻

在任何一个实际的太阳电池中,都存在着串联电阻,其来源正栅金属栅线电阻、正面、背面金属半导体接触电阻、正面扩散层的电阻、基区体电阻、背面电极金属层电阻。

a. 不过通常情况下,串联电阻主要来自薄扩散层。PN结收集的电流必须经过表面薄层再流入最靠近的金属导线,这就是一条存在电阻的路线,显然通过金属线的密布可以使串联电阻减小。

b. 判断烧结工艺的好坏应在保证P/N结特性良好的前提下使接触电阻(Rse)越小越好,因不同检测机台的差异性,调试烧结时尽量在同一检测机台测试,对比数据。

c. 理想状态下金属栅线离N区薄层越接近越好;这样可以通过调节烧银的温度来使金属栅线更接近N区薄层,但不能产生过烧,烧穿PN结。

4. FF:填充因子

a. 在光电池的伏安特性曲线任一工作点上的输出功率等于该点所对应的矩形面积,其中只有一点是输出最大功率,称为最佳工作点,该点的电压和电流分别称为最佳工作电压Umpp和最佳工作电流Impp。

b. 它表示了最大输出功率点对应的Umpp和Impp所组成的矩形面积占Uoc和Isc所组成的曲线面积的百分比。特性好的太阳能电池就是能获得较大功率输出的太阳能电池,也就是Uoc,Isc和FF乘积较大的电池。对于有合适效率的电池,该值应0.70-0.85范围之内.

c. 尽量减少铝浆与银铝浆的重叠部分,在显微镜下观察两者重叠部分严重发黑,即大量的有机溶剂没有充分挥发,这样就严重影响电池效率和填充因子。

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