温度对串并联单晶光伏电池电的影响

表2是不同温度条件下的单个、串、并联单晶硅太阳能电池的最大输出功率Pmax、转换效率η数据。转化效率η由以下公式计算得出：

I(t)光强密度，A太阳能电池表面面积。

单个、串、并联单晶硅太阳能电池的最大输出功率Pmax、转换效率η均随着温度的升高而降低。单个、串、并联单晶硅太阳能电池的最大输出功率Pmax的温度系数范围分别是：-(0.096-0.0734)/℃，-(0.221-0.506)/℃，-(0.207-0.407)/℃。由于单晶硅太阳能电池相应的表面积增加，串并联单晶硅太阳能电池的转换效率比单个电池的低。单个、串、并联单晶硅太阳能电池的转化效率η的温度系数范围是-(0.006-0.094)/℃，-(0.0125-0.0228)/℃，-(0.0117-0.0203)/℃，说明转化效率随着温度的升高而降低。根据厂家提供的生产说明书，太阳能电池的工作温度是45℃±2℃，在额定工作温度下，电池效率受温度影响较大。超过额定工作温度后，随着温度的升高，效率明显下降，效率和温度呈线性关系。这和Khan、Menes-Rodriguez、Coello等人的研究结果相符。

图1.单晶硅太阳能电池的串并联示意图。

图2.单个单晶硅太阳能电池不同温度条件下的I-V、P-V曲线。

图3.串联单晶硅太阳能电池不同温度条件下的I-V、P-V曲线。

图4.并联单晶硅太阳能电池不同温度条件下的I-V、P-V曲线。

图5.单个、串、并联单晶硅太阳能电池Voc、Isc、FF随温度变化曲线。

表1单个、串、并联单晶硅太阳能电池的Voc、Isc、FF数据

表2单个、串、并联单晶硅太阳能电池的Pmax、η数据

4、结论

本文研究了温度对单个、串、并联单晶硅太阳能电池电性能的影响。在光照强度550W/cm2持续光照下测试了单个、串联、并联单晶硅太阳能电池在25-60℃范围内的电性能。发现开路电压、最大功率、填充因子、效率都随着温度的升高而降低;只有短路电流随着温度的升高而升高，这与随着温度的升高载流子的产生速率增大有关。实验结果表明串联、并联单晶硅太阳能电池遵循基尔霍夫定律且电池温度对电池电性能的影响较大。