Технические характеристики модулей солнечных батарей

Кривизна вольт-амперной характеристики А определяется свойствами р-п –перехода и обычно имеет значения от 1 (для идеального перехода) до 2.

Максимальная мощность Р, Вт/см², снимаемая с фотопреобразователя, определяется из уравнения оптимума потоку:

=0. (6.1)

Для идеального преобразователя, соответствующего отсутствию сопротивления (R =0), или при относительно низких интенсивностях падающего излучения, когда

, (6.2)

максимальная мощность равна

, (6.3)

где -напряжение холостого хода:

= (6.4)

-коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики.

При обычном условии

(6.5)

величина оказывается близкой к 1 и слабо зависит от напряжения холостого хода:

(6.6)

Коэффициент полезного действия фотопреобразователя определяется как отношение максимальной мощности, снимаемой с единицы площади, к интенсивности падающего излучения:

. (6.7)

Для фотопреобразователя при условиях (6.1), (6.4), хорошо выполняющихся при обычном солнечном излучении, кпд оказывается равным:

. (6.8)

Как видно, кпд является сложной функцией от интенсивности излучения, его спектрального состава и рабочей температуры. Поэтому для унифицированной оценки эффективности фотопреобразователя используются измерения кпд в согласованных стандартных условиях освещения АМ1 (I=1000 Вт/м²) при рабочей температуре Т₁ =25 ⁰С. Типичные значения параметров кремниевых фотопреобразователей в этих условиях равны: U_xx =550 мВ, J_ф =35 мА/см², =0.7, Р =13.5 мВт/см², так что кпд в этих условиях, обозначаемый как ₁, имеет значение _{1=13.5 %.}

Наличие внутреннего сопротивления R приводит к джоулевым потерям мощности фотопреобразователей , в первом приближении определяющимся выражением:

= , (6.8)

которые для типичного значения R =1 Ом м² равны =1.23 мВт/см², т.е. состовляют около 10 % от полной мощности.В современных экспериментальных конструкциях кремниевых фотопреобразователей кпд достигает ­22.0—23.5 % для наземного солнечного излучения (АМ1.5) [36, 37], а в производстве ---12—15 %.