太陽(yáng)能電池I-V特性測(cè)試是指在一定光照強(qiáng)度下,太陽(yáng)能電池輸出到負(fù)載的電流和電流兩端的電壓的關(guān)系曲線,太陽(yáng)能電池IV特性能夠充分的體現(xiàn)出太陽(yáng)能
電池的轉(zhuǎn)換效率,從而得到電池片的最終性能指標(biāo)。由于太陽(yáng)能電池在無(wú)光情況下相當(dāng)于一個(gè)二極管并且會(huì)產(chǎn)生暗電流,所以太陽(yáng)能電池的IV曲線是太陽(yáng)能電
池在黑暗環(huán)境中的IV曲線與在有光照情況下電流的疊加,計(jì)算公式如下
其中I L = 在有光照條件下的電流
上圖顯示了在正常條件下運(yùn)行的典型硅光伏電池的電流-電壓 ( IV ) 特性。單個(gè)太陽(yáng)能電池或面板提供的功率是其輸出電流和電壓 ( I x V )的乘積 。如果
對(duì)從短路到開(kāi)路條件的所有電壓逐點(diǎn)進(jìn)行乘法運(yùn)算,就可以得到給定輻射水平的上述功率曲線。太陽(yáng)能電池開(kāi)路時(shí),即未連接任何負(fù)載,電流將處于最小值0,
電池兩端的電壓處于最大,稱(chēng)為太陽(yáng)能電池開(kāi)路電壓或Voc。
在另一個(gè)極端,當(dāng)太陽(yáng)能電池短路時(shí),即正負(fù)極引線連接在一起,電池兩端的電壓處于最小值0但流出電池的電流達(dá)到最大值,稱(chēng)為太陽(yáng)能電池短路電流或
Isc。太陽(yáng)能電池 IV 特性曲線的跨度范圍從零輸出電壓下的短路電流 ( Isc ) 到全開(kāi)路電壓 ( Voc ) 下的零電流。換句話說(shuō),電池可用的最大電壓在開(kāi)路時(shí),最大
電流在閉路時(shí)。但是這兩種情況都不會(huì)產(chǎn)生任何電力,曲線中存在一種電流和電壓的特定組合,其功率在Imp和Vmp處達(dá)到其最大值。換句話說(shuō),電池產(chǎn)生最
大電力的點(diǎn)顯示在綠色矩形的右上角區(qū)域。這是“最大功率點(diǎn)”或MPP。因此,光伏電池的理想運(yùn)行被定義為最大功率點(diǎn)。
太陽(yáng)能電池的最大功率點(diǎn) (MPP) 位于 IV 特性曲線的彎曲附近。Vmp和Imp的對(duì)應(yīng)值可以從開(kāi)路電壓和短路電流估計(jì):Vmp ? (0.8–0.90)Voc和
Imp ? (0.85–0.95)Isc。由于太陽(yáng)能電池的輸出電壓和電流都取決于溫度,實(shí)際輸出功率會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而變化。