太阳能电池原理

�? 为由厂商所提供SP75，日照量1kW/m²  在AM1.5、太阳能电池温度�?5℃时的参数。一般测试环境上所采用标准测试条件为（Standard Test Condition : STC）：在AM1.5（Air Mass 1.5），且太阳能电池温度�?5℃时日照量为1kW/m² 的情况。我们通常定义在一干净无污染的环境下，且太阳位于天顶时为AM1 ，而AM X约略近似为AM 1/cosθ ，其�?i>θ为太阳与天顶所夹的角度，如�?8所示�?br />
�? Siemens SP75 的规格表

  �?8 Air Mass的定义图

根据式（2.6），计算出其填充因数�?br />

根据式（2.7），计算出其转换效率�?br />

由图16 �?6个太阳能电池串连组成的模块，以其式（2.3）单一�?br /> 太阳能电池近似公式计算，求得其参数： I sc、I s 、R s(n=1)

�?.）求I sc ：当Vo = 0时，I sc = Io(�?i>Rs 很小�?�?i>V ≅ Vo = 0  

�?.）求Is ：当Vo =Voc 时，I₀ = 0 （T�?5℃时，VT�?5.68mV�?br />
�?.）求Rs ：当Vo = Vopt 时，Io = Iopt�?i>P = Pmax

由式�?）和其等效电路可知，太阳能电池基本上是由一个电流源和一个二极管所组成，若忽略其电压的变化，则电流源的大小正比于日照量，其关系如下�?br /> 式（11�?br />
其中
(SIsc)：日照量S下的短路电流
Isc：日照量1kW/m²时的短路电流
S：日照量kW/m²

由式�?1），若已知太阳能电池在日照量1/2mkW时的短路电流Isc ，欲求其它日照量下的短路电流时，可直接将当时的日照量乘以1/2mkW 时的短路电流即可求得�?br />
由上述各项条件，可绘出太阳电池模块的特性曲线图。由于太阳能电池在固定温度下，短路电流可近似正比于太阳光照度，因此只要改变定电流源Isc的大小即可以模拟出不同日照量下太阳能电池的特性曲线�?br />
�? 为厂商所提供的规格表，但是要注意的是这些工作点均是在标准环境下所做的量测，即日照量为1/2mkW 、模块温度为25℃时，因此设置于实际环境下则必须在加以修正如下：

其中α为电压温度修正系�?br /> β为电流温度修正系�?br /> VNEW及INEW 为修正后的电压和电流
Tco 及So为标准环境下的模块温度和日照�?br /> Tc及S为设置环境下的模块温度和日照�?br />
�?9 为温度在25℃，串联电组Rs =0.614Ω时，分别模拟出日照量�?00�?000W/m²时的太阳能电池模块的I-V 曲线，图20则为其P-V 曲线。由此二图中可知日照强度改变时，其开路电压不会有太大的改变，但所产生的最大电流会有相当大的变化，所以其输出功率与最大功率点会随的改变�?br />

   �?9 不同日照量下对太阳能电池I-V 曲线的影�?/p>

�?0 不同日照量下对太阳能电池I-V 曲线的影�?/p>

�?1 不同日照量下对太阳能电池P-V-I 3D曲线

�?2为固定日照量�?000W/m²，串联电组Rs =0.614Ω时，分别仿真温度�?℃～100℃时的太阳能电池模块I-V曲线，图23则为其P-V曲线。由此二图可知，在固定日照强度下，当温度升高时太阳能电池的开路电压会有所下降，短路电流却会有所增加。整体而言，输出功率会略微减少，而所能输出的最大功率值也会随着温度的递增而递减，对应于温度变化，最大功率值也会呈现线性变化。温度的上升，会造成太阳能电池输出功率的减少，因此工作环境的温度将会直接影响到太阳能电池的效率�?/p>

�?2 不同温度下对太阳能电池I-V 曲线的影�?/p>

�?3 不同温度下对太阳能电池I-V 曲线的影�?/p>