太阳电池的电气特性

　(1)太阳电池的等效
　　
　　太阳电池的等效电路采用一个源与一只并联结构，如下图所示。

　对结晶系太阳电池，并联Rp≈∞Ω，串联Rs≈0Ω，非线性特性由二极管决定。

　(2)太阳电池铭牌参数
　　
　　太阳电池板上列出的参数如下：  

　Pmax：最大输出功率；IPM：最大功率点电流。

　以上参数是按日本JISC8919标准，在日照强度lkW/平方米，AMl.5，板温25℃条件下的数值。

　1)阳光通过空气层的长度(AM)AM指太阳光到达地表所通过空气层的长度，在赤道正下方是AMl.0，纬度越高，通过空气层距离越长，在日本是AMl.5。

　2)光能强度单位为了比较光的强弱，引入光强单位[kW/平方米]，lkW/平方米的日照强度，表示晴朗天气最高日照下的情况。

　　(3)电流-关系与最大功率时的电压
　　
　　1)输出特性与晶体二极管一样，太阳电池采用I-V曲线表示输出特性．曲线与X轴的交点是开路电压，与Y轴交点是短路电流。

　　2)短路电流Isc太阳电池输出短路时的电流称短路电流，此时电压为oV。因为太阳光能量的变化会引起I-V曲线一起变化，故短路电流也随之变化。短路电流Isc与日照强度成正比，如日照强度为0.2kW/平方厘米时短路电流为1.1A，lkW/平方厘米时为5.5A，但开路电压变化很小。

　　3)开路电压Voc太阳电池在开路状态时的端电压为开路电压，此时电流为0A。

　　4)P-V曲线将I-V曲线的电压、电流的乘积（功率）曲线化，即是P-V曲线(下图a)，曲线顶点是最大功率点。此曲线也可用直流功率表直接测绘。

　　5)最大功率点Pmax最大功率点P＿由P-V曲线的顶点求出，顶点电压为VPM，顶点电流为IPM。太阳电池的工作点取决于负荷的大小，工作点的轨迹沿着I-V曲线和P-V曲线。

　　(4)决定太阳电池性能的要素
　　
　　1)性能指标VPMIPMVOCISC称为曲线因子FF，是代表太阳电池性能的指标。

　　2)并联和串联电阻在图6的等效电路中，Rp和Rs会影响I-V曲线（下图b）。

　　3)与耗尽层厚度成正比的成分（结）耗尽层的厚度随电场强度的变化而变化，而结电容与耗尽层厚度成正比（与相同），最终，结电容随工作电压变化，如图6中的C。

　　4)工作点工作点是表征太阳电池实时输出电压和电流的点。如下图c所示，太阳电池无负荷时工作点为①点；增加负荷时工作点移向（②～③点：③点是最大功率点，负荷也大；经过④点后负荷短路在⑤点。在③点的负荷，可获太阳电池100%的发电功率。