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室外溫度過高對太陽能板發(fā)電效率的影響

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2020.07.31 瀏覽次數(shù)：

光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心是太陽能板。一個太陽能電池能否工作良好，這涉及到太陽能電池板的材料、結(jié)構(gòu)和外部條件等因素的影響。溫度是影響電池效率的一個重要外部條件。因此，本文對溫度如何影響電池特性進行了理論研究，為電池的設(shè)計和實驗提供一定依據(jù)。

在電池工作溫度范同內(nèi)，分別在250K，300K，350K下，計算轉(zhuǎn)化效率與帶隙的關(guān)系(Shockley-Queisser limit to efficiency)，MATLAB模擬結(jié)果如圖2。

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圖2 不同溫度下的帶隙與轉(zhuǎn)化效率關(guān)系

由300K的SQ曲線可知，最佳的材料帶隙約為1.4eV，砷化鎵帶隙為1.42eV，在最佳帶隙附近，是高效太陽能電池的理想材料。但使用最廣泛且技術(shù)成熟的材料是硅，硅的帶隙為1. 12eV，也較為理想，因此，我們選取硅材料研究溫度對太陽能電池的影響。

實際的電池材料不可避免地存在著各類型的缺陷，同時存在著一些雜質(zhì)，如鐵、銅。這些缺陷和雜質(zhì)會引起附加勢場，形成局域化的電子態(tài)，使電子和空穴束縛存缺陷和雜質(zhì)周圍，形成復合中心，引起電流和轉(zhuǎn)化效率的損失。這是真實太陽能電池重要的一種復合過程，稱為SRH復合(Shockley Reacl Hall recombination)。形成復合中心的因素眾多，無法精確表達它們的能級和態(tài)密度。在此，假設(shè)電池僅存在一個復合中心深能級且SRH復合僅存在于耗盡區(qū)。那么SRH復合電流可近似表示為[1]：

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