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温度对太阳能板的暗电流的影响
返回列表 来源: 发布日期: 2020.07.31 浏览次数:

1、如图1可见,随着太阳能板温度的增加,除了短路电流有0. 14A/℃的小幅上升外,开路电压,填充因子,转换效率均线性减小口其中开路电压降幅达1. 41mV/℃,填充因子下降0. 05%/℃,效率降幅达0.06%/℃。电池性能下降的主要原因是随着温度的上升暗电流急剧增加。

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图1 温度对太阳能板输出参数的影响


        在输出电压小于0.6 V的工作状态下,暗电流几乎为零,温度对其影响可以忽略;随着输出电压的继续增加,暗电流急剧上升,当时,电池输出电压达到开路电压,同时,温度的影响明显加强,300K时,输出电压为0. 81 V,暗电流与相当,而温度为350 K时,电池输出电压0.73 V时,暗电流已达到大小。因此,研究暗电流的形成机制及如何减小暗电流就很重要了。
2、温度对暗电流的影响

太阳能板而言,暗电流不仅包括PN结的反向饱和电流,还包括电池的薄层漏电流和体漏电流。暗电流的来源主要有两个方面,一方面来自不可避免的辐射复合,另一方面是电池材料及电池制备过程中形成的缺陷和引进的杂质。这些缺陷和杂质形成大量的复合中心,损失光生载流子。

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4 不同温度下的的暗电流曲线


为了具体研究不同成分的暗电流对太阳能板的影响,定义辐射复合权重:在电池开路电压处,即输出电流为0时,的比值。分别取nt =1x1010 cm-3,nt =1x1015 cm-3,nt =1x1016 cm-3进行模拟计算,分别绘制温度对辐射复合权重及转化率的影响,如图5、6。

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5 不同nt 下辐射复合权重与温度的关系


       由图5可知,复合中心浓度为1x1010 cm-3时,几乎不随温度变化,值约为1,这说明复合中心引起的暗电流可以忽略不计,电流的损失主要是辐射复合;复合中心浓度为1x1016 cm-3时,值约为0,这时辐射复合引起的暗电流可以忽略,暗电流主要由缺陷杂质形成的复合中心贡献,光生载流子经复合中心,大量损失;复合中心浓度为1x1015 cm-3时,二者形成的复合电流相当,随着温度的升高,复合中心的影响越米越大。

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6 不同nt 下转化率与温度的关系


        由图6可知,高复合中心高温下严重影响转化效率,但随着温度的降低,这种影响在减弱,且三条曲线在低温方向有汇聚的趋势。这是因为低温下,电子的热速度减小。复合中心俘获载流子的概率减小了。选取300 K,纵向看,复合中心浓度由1x1010 cm-3增加到1x1015 cm-3,效率减小了2.6%,由1x1015 cm-3增加到1x1016 cm-3,效率却下降了4.1%,这说明,温度一定时, 太阳能板,光伏电站对复合中心浓度有一个容忍范围。假设短路电流等于光生电流,则暗电流的影响主要体现在开路电压上。

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