Egenskaber for en solcelle og parametre for en solcelle

Solcelle er den grundlæggende enhed i en solenergigenereringsanlæg, hvor elektrisk energi hentes direkte fra lysenergi uden nogen mellemledsproces. Solcellens funktion afhænger udelukkende af dens fotovoltaiske effekt, og derfor kaldes en solcelle også for en fotovoltaisk cel. En solcelle er i virkeligheden en halvlederenhed. Solcellen producerer strøm, når lys rammer den, og spændingen eller potentiaforskellen, der opstår på cellens terminaler, er fastsat til 0,5 volt, og den er næsten uafhængig af indlysende lysintensiteten, mens cellens strømkapacitet er næsten proportional med intensiteten af det indlysende lys samt arealet, der er udsat for lys. Hver solcelle har et positivt og et negativt terminal, ligesom alle andre battericeller. Typisk har en sol- eller fotovoltaisk cel et negativt frontkontakt og et positivt bagkontakt. Der er en halvlederp-n-forbindelse midt imellem disse to kontakter.

Når sollys falder på cellen, absorbere solcellen nogle fotoner fra lyset. Nogle af de absorberede fotoner vil have mere energi end energiforskydningen mellem valensbåndet og ledningsbåndet i halvlederkristallet. Derfor får en valenselektron energi fra et foton, bliver opspændt og springer ud af båndet og skaber et elektron-hulpar. Disse elektroner og huller fra e-h-par kaldes lysgenererede elektroner og huller. De lysgenererede elektroner nær p-n-forbindelsen migrerer til n-type siden af forbindelsen på grund af den elektrostatiske kraft af feltet tværs over forbindelsen. På samme måde migrerer de lysgenererede huller, der er skabt nær forbindelsen, til p-type siden af forbindelsen på grund af samme elektrostatiske kraft. På denne måde opbygges en potentiaforskell mellem de to sider af cellen, og hvis disse to sider forbinder ved en ekstern kredsløb, vil strømmen begynde at flyde fra det positive til det negative terminal af solcellen. Dette var den grundlæggende arbejdsmåde for en solcelle, og nu vil vi diskutere de forskellige parametre for en sol- eller fotovoltaisk cel, som vurderingen af et solpanel afhænger af. Når man vælger en bestemt solcelle til et specifik projekt, er det essentielt at kende vurderingen af et solpanel. Disse parametre fortæller os, hvor effektivt en solcelle kan konvertere lys til elektricitet.

Kortslutningsstrøm i solcelle

Den maksimale strøm, som en solcelle kan levere uden at skade sin egen konstruktion. Den måles ved kortslutning af cellens terminaler under de mest optimerede betingelser for at producere maksimal output. Jeg bruger termen "optimerede betingelser", fordi produktionshastigheden af strøm i en solcelle også afhænger af lysintensiteten og vinklen, hvormed lyset falder på cellen, for et fastlagt udsat celfladeareal. Da strømproduktionen også afhænger af celfladearealet, der er udsat for lys, er det bedre at udtrykke maksimal strømtæthed i stedet for maksimal strøm. Maksimal strømtæthed eller kortslutningsstrømtæthedsrating er intet andet end forholdet mellem maksimal eller kortslutningsstrøm til det udsatte celfladeareal.

Hvor Isc er kortslutningsstrøm, Jsc maksimal strømtæthed, og A er arealet af solcellen.

Åbenkreds spænding i solcelle

Den måles ved at måle spændingen tværs over cellens terminaler, når ingen last er forbundet til cellen. Dette spænding afhænger af fremstillingsmetoderne og temperaturen, men ikke ret meget af lysintensiteten og det udsatte fladeareal. Normalt er åbenkreds spændingen i en solcelle næsten lig med 0,5 til 0,6 volt. Den angives normalt med Voc.

Maksimal effektpunkt for solcelle

Den maksimale elektriske effekt, som en solcelle kan levere under standardtestbetingelser. Hvis vi tegner v-i-karakteristikken for en solcelle, vil maksimal effekt forekomme ved bøjningspunktet på karakteristikkurven. Det vises i v-i-karakteristikken for solcellen ved Pm.

Strøm ved maksimal effektpunkt

Strømmen, hvorved maksimal effekt forekommer. Strøm ved maksimal effektpunkt vises i v-i-karakteristikken for solcellen ved Im.

Spænding ved maksimal effektpunkt

Spændingen, hvorved maksimal effekt forekommer. Spænding ved maksimal effektpunkt vises i v-i-karakteristikken for solcellen ved Vm.

Fyldfaktor for solcelle

Forholdet mellem produktet af strøm og spænding ved maksimal effektpunkt til produktet af kortslutningsstrøm og åbenkreds spænding for solcellen.

Effektivitet af solcelle

Det defineres som forholdet mellem maksimal elektrisk effektoutput til strålingsenergien, der føres ind i cellen, og det udtrykkes i procent. Det antages, at strålingseffekten på jorden er omkring 1000 watt/kvm, så hvis det udsatte fladeareal af cellen er A, vil den totale strålingseffekt på cellen være 1000 A watt. Derfor kan effektiviteten af en solcelle udtrykkes som

Erklæring: Respektér det originale, godt artikler er værd at dele, hvis der er overtrædelse kontakt for sletning.