광학적 성질 태양 전지 물질
태양 전지의 광학 특성은 종종 태양 전지의 궁극적 인 효율을 결정하고 공정 설계의 기초가됩니다.
(1) 흡수 법
분광 방사 조도 (I0)의 빔이 반도체의 표면에 직각으로 입사 할 때, 반사를 빼면, 반도체에 들어가는 분광 방사량은 I0 (1-R)이고, 표면으로부터의 거리는 반도체에서 x이다. 분광 방사량 Ix는 흡수 법칙에 의해 결정됩니다. 라멜라의 두께가 d 일 때, 우리는 투과율의보다 완전한 근사를 얻을 수 있습니다.
단결정 실리콘, 갈륨 비소 및 몇몇 중요한 태양 전지 재료의 흡수 계수와 파장의 관계
(2) 본질 흡수
원자 이미지에서 실리콘의 본질적인 흡수는 실리콘 원자가 광자에 의해 여기되어 공유 결합이 끊어지는 부분에 구멍을 남기면서 원자가 전자가 자유 전자가되도록한다는 사실로 이해 될 수 있습니다. 실험 결과, hu가 금 제대 너비 Eg보다 큰 광자 만이 본질적인 흡수를 생성 할 수 있음을 발견했다.
명백하게, 입사 광자는 Vo-가 고유 흡수 (주파수 흡수 한계)를 생성 할 수있는 빛의 주파수 또는 만족해야만한다. λo - 광의 고유 흡수 파장 (파장 흡수 한계).
실리콘은 1.15㎛보다 큰 파장을 갖는 적외선에 대해 투과성이 있다고 믿어진다.
태양 전지 등가 회로, 출력 및 필 팩터
(1) 등가 회로
배터리의 작동 상태를 설명하기 위해 배터리 및 부하 시스템은 종종 등가 회로로 시뮬레이션됩니다.
1. 일정한 전류 소스 : 일정한 조명 하에서, 작동 상태의 태양 전지는 작동 상태와 함께 광전류를 변화시키지 않는다. 이것은 등가 회로에서 일정한 전류 소스로 간주 될 수 있습니다.
2. 암전류 Ibk : 광전류의 일부가 부하 RL을 통해 흐르고, 단자 전압 U가 부하에 걸쳐 설정됩니다. 차례로 PN 접합에 순방향 바이어스되어 암전류 Ibk가 광전류 방향과 반대 방향으로 흐른다.
이러한 방식으로, 이상적인 PN 호모 접합 태양 전지의 등가 회로가 그려진다.
4. 직렬 저항 RS : 앞면 전극과 뒷면 전극 사이의 접촉으로 인해 재료 자체가 특정 저항을 가지므로 기본 및 최상층에 추가 저항을 추가해야합니다. 부하를 통해 흐르는 전류가 이들을 통과 할 때 필연적으로 손실을 초래할 것입니다. 등가 회로에서 전체 효과는 직렬 저항 RS로 나타낼 수있다.
5. 평행 저항 RSH : 금속 화 된 전극을 만들 때 미세한 균열이나 긁힘 등으로 생기는 전지 가장자리의 누설 및 금속 브릿지 누설로 인해 부하를 통과해야하는 전류의 일부가 단락되어, 회로. 저항기 RSH는 동등하다.
부하 (RL)로 흐르는 전류가 I이고 부하 (RL)의 단자 전압이 U 일 때,
공식에서의 P는 태양 전지가 조사 될 때 하중 RL에서 얻어진 출력이다.
(2) 출력 전력
부하 (RL)에 흐르는 전류를 I, 부하 (RL)의 단자 전압을 U로하면, 식 중 P는 태양 전지에 조사했을 때의 부하 (RL)에서의 출력 전력을 얻을 수있다.
부하 RL이 0에서 무한대로 변화하면, 출력 전압 U는 0에서 U0C로 변화하고, 출력 전류는 ISC에서 0으로 변화하여 태양 전지의 부하 특성 곡선을 그린다. 곡선의 모든 점을 작업 점이라고합니다. 작업 점과 원점 선을 하중 선이라고합니다. 부하 선의 기울기의 역수는 RL과 같습니다. 작동 점에 해당하는 수평 및 수직 좌표는 작동 전압 및 작동 전류입니다.
부하 저항 (RL)을 일정 값 (Rm)으로 조정할 때, 곡선 상에 점 (M)이 얻어지고, 대응하는 작동 전류 (Im)와 작동 전압 (Um)의 곱이 가장 크다. 즉, Pm = ImUm
일반적으로, M 포인트는 태양 전지의 최적 동작 포인트 (또는 최대 전력 포인트)이고, Im은 최적의 작동 전류이고, Um은 최적의 작동 전압이고, Rm은 최적의 부하 저항이며, Pm은 최대 출력 전력이다.
(3) 채우기 인자
1. (Uoc × Isc)에 대한 최대 출력 전력의 비율은 태양 전지의 출력 특성을 측정하는 중요한 지표 중 하나 인 채우기 인자 (FF)라고합니다.
2. 충진 인자는 태양 전지의 장점과 단점을 특징으로합니다. 특정 스펙트럼 조사 하에서 FF가 클수록 커브가 "정사각형"으로 커지고 출력 전력이 높아집니다.