光伏电池组件的结构、特性及发电原理.pptx

光伏电池组件的结构、特性及发电原理;

太阳光照射在半导体晶体硅的PN结上，激发电子和空穴相互运动，N区的空穴向P区运动，P区的电子向N区运动，使太阳

能电池受光面(N型硅)有大量负电荷(电子)积累，而在太阳能电池背光面(P型硅)有大量正电荷(空穴)积累。

如果在受光面和背光面各引出导线连接负荷，导线与负荷上就有电流通过，电流从背光面流向受光面，背光面(P型硅)为正极，受光面(N型硅)为负极。;

光伏组件结构

单片太阳能电池就是一个薄片状的半导体PN结。标准光照条件下，额定输出电压为0.5V左右。;

单晶硅电池片是由圆形硅棒切片形成，一般尺寸为125X125mm,为制作组件排列方便，经切边后形成有倒角的正方形，制作成组件后组件中间有许多白色孔洞。多晶硅电池片是由方形硅锭切片形成，一般尺寸为156X156mm,制作成组件后电池片排列密实，这也是判断单晶硅组件与多晶硅组件的本质区别;

光伏组件结构

第一层：受光面，低铁、超白、绒面钢化玻璃，玻璃架空后采用φ38钢

球垂直距离1米掉下，玻璃完好无损。;

(1)短路电流Isc:将太阳能电池组件正负极短路的电流，一般在5A～9A。

(2)开路电压Uoc:将太阳能电池组件正、负极分开，测量其两端的电压即为开路电压，一般在30V～50V。

(3)峰值电流Imp:又称工作电流，是太阳能电池组件输出最大功率(标

称值)时的电流，一般比短路电流小0.3A～0.7A。

(4)峰值电压Ump:又称工作电压，是太阳能电池组件输出最大功率(标称值)时的电压，一般比开路电压小20%左右。

(5)峰值功率Pmax:又称最大输出功率，是太阳能电池组件峰值电压与峰值电流的乘积，峰值功率单位是W,峰值功率的大小取决于太阳辐照度。电池组件的标称功率一般是按峰值功率标注，单位是WP。;

太阳能组件主要性能参数

(6)填充因子FF:由于太阳能电池组件的输出电压与电流的特性曲线是非线性的，

在非线性曲线的某一点可以得到峰值电压Ump和峰值电流Imp,这一点就是峰值功率Pmax。

FF=(峰值电压×峰值电流)÷(开路电压×短路电流)

FF是评价太阳能电池组件性能好坏的重要参数，其值越大，太阳能电池??件的伏安(U-I)特性曲线越接近矩形，如图所示：图中右侧图的FF要优于左侧图。;

太阳能组件主要性能参数

(7)转换效率η:η=电能÷光能=电池组件峰值功率Pmax÷(电池组件面积×1000W/m2),其值一般在14%～21%之间(晶硅组件)。说明太阳能电池组件属于低密度能量器件，由此可知太阳能光伏发电场的占地面积是非常之大。

例如：已知550W单晶硅太阳能电池组件长229omm,宽1134mm,该组件的转换效率η=55oW÷(2.29×1.134×1000W/m2)=21.17%。;

太阳能组件主要性能参数

太阳能电池片和电池组件的电压

晶体硅太阳能电池均做成片状，尺寸一般在125×125mm或156×156mm,厚度一般为170～220nm,电池片无论面积大小，单片峰值电压都在0.45V~0.5V之间，一般为0.48V,且阴天或下雨时基本保持不变。

电池组件是由若干个电池片串联组成，例如某组件是由72个电池片组成，该组件的输出电压基本为34.56伏(72×0.48伏)。由此可以推断，如果将该组件电压提高一倍，可将每个电池片掰成两块，72×2×0.48伏=69.12伏。;

太阳能组件主要性能参数

太阳能电池片和电池组件的电流

相同辐照度下，太阳能电池片的电流与电池片面积成正比，在太阳辐照度为1000W/m2,每平方厘米电池片输出电流约为38mA,例如单晶硅电池片尺寸一般为125×125mm,面积为156.25cm2(12.5cm×12.5cm),在太阳辐照度为1000W/m2时，电流约为5938mA(约5.94A)。

电池组件是由若干个电池片串联组成，因此，电池组件的输出电流就是电池片的电流，如果想增加电流，可以将电池片并联或者将电池组件并联实现。;

太阳能组件主要性能参数

温度变化对太阳能电池组件的影响

(1)短路电流温度系数Ti:一般在0.04%/℃~0.08%/℃,说明温度每升高1℃,

电池组件输出电流将提高0.04%～0.08%。

(2)开路电压温度系数Tu:一般在-0.3%/℃~-0.5%/℃,是负温度系数，说明温

度每升高1℃,电池组件输出电压将下降0.3%～0.5%。由此可知，输出电压与温度成

反比，太阳光线好，温度低，发电量相对高一些。

(3)功率温度系数Tp:一般在-0.4%/℃~-0.6%/℃,是负温度系数。说明