热性能对晶体硅太阳能电池的效率影响研究.pdf

第31卷第4期 2009年8月 宜春学院学报 Journal of Yiehun College VoL 31．No．4 Aug．2009 热性能对晶体硅太阳能电池的效率影响研究 褚玉芳1，陈维2。沈辉2。舒碧芬2 (1．宜春学院物理科学与工程技术学院，江西 宜春336000； 2．中山大学太阳能系统研究所，广东 广州510006) 摘要：晶体硅太阳能电池是首先被发展和依然得到最广泛应用的太阳能电池，通过对晶体硅太阳能电池和 组件的热性能进行分析研究，提出了采取降低电池工作温度的措施。该研究对阳电池和组件热性能进行改善是很 有意义的。 关键词：光伏；晶体硅太阳能电池；温度 中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1671—380X(2009)04—0010—04 Thermal Properties of Crystalline Silicon Solar Cells on the Efficiency of Impact Study CHU Yu—fan91，CHEN Wei2，SHEN Hui2，SHU Bi—fen2 (1．Department ofPhysics science and Technique，Yichun University，Ywhun 336000 China； 2．Sun Yat—ten Un妇ersity Institutefor Solar Energy两僵招玎u，Gnangzhou，510275 China) Abstract：Crystal silicon solar cells is the first to be development and remains the most widely used solar cells。solar cells and we have adopted components of the thermal properties of analysis and study，proposed to lower the temperature of the battery，the crystal silicon solar cells and Components for improved thermal performance is of great significance． Key words：photovohaicte；Crystal silicon solar cells；Temperature 太阳能电池作为一种清洁能源也越来越受重视，近十 年来以高达25％一40％的年增长率高速发展?。晶体硅太 阳能电池是首先被发展和依然得到最广泛应用的太阳能电 池，现在世界太阳能电池产量中超过90％的是晶体硅太阳 能电池‘引。 在实际工作情况的太阳能电池组件的效率将比组件标 准测试条件下的效率低，组件准测试条件下效率是在标准 测试条件(STC)¨1下给出的，即：电池温度25±2℃，光 源辐照度为1000W／M2，并具有AMI．5太阳光谱辐照度分 布条件。这是晴朗冬季的太阳能电池工作温度，夏季的太 阳辐照度，春季的太阳光谱分布，因此太阳能电池组件户 外的实际工作条件与标准测试条件存在很大的差别。因此 太阳能电池组件的实际工作效率和组件现场工作功率可能 比期望的STC情况下低20％，甚至更低HJ。在影响电池组 件实际工作性能的四个主要影响因素(电池组件工作温度， 太阳低辐照量，组件光学损失，太阳光谱变化)，温度的影 响在大多情况下是最为关键的。所以我们对太阳能电池和 组件的热性能进行分析研究，并进行改善是很有意义的。 1温度对晶体硅太阳能电池性能影响机理 晶体硅太阳能电池的光伏效应原理是如图I所示，入 射能量E(=hv)大于或等于禁带宽度(Eg)的光子射入 具有结势垒的半导体材料时，激发出电子一空穴对，在内 建电场作用下，P—n结两边有光生载流子积累而产生光生 电动势。现在的常用太阳能电池都是利用这种原理吸收太 阳光发电的。 导带 。-L-一盏卷能级??+ 9 o尊9 价带 图1通过吸收光子晶体硅材料电子一空穴对的形成 受温度影响的半导体材料的两个重要的物理特性是带 隙和少数载流子寿命。 当电池温度升高的时候，由于带隙将变窄，晶体硅的 截至波长“边缘”1．1微米将向较长的波长移动，同时少 收稿日期：2009—06—08 基金项目：宜春市科技局2009年科技计划指导性项目(jxYc2009 KNB004)。 作者简介：褚玉芳(1973一)，女，，ri互A。宜春学院讲师，硕士，研究方向为物理科学与太阳能光伏利用。 ·lO· 万方数据 第4期 褚玉芳，陈维，沈辉等：热性能对晶体硅太阳能电池的效率影响研究 第31卷 数载流子寿命延长的缘故，这就使晶体硅的红光响应增加。