專利名稱：一種太陽電池參數(shù)提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種參數(shù)提取方法，尤其涉及一種太陽電池參數(shù)提取方法。
背景技術(shù)：
太陽電池參數(shù)(指串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流)提取技術(shù)得到光伏領(lǐng)域廣泛研究，因為這些參數(shù)是衡量太陽電池品質(zhì)優(yōu)劣的重要依據(jù)，是衡量其光電轉(zhuǎn)化效率的具體指標。目前，通常的方法是依據(jù)太陽電池光照下伏安特性曲線擬合提取參數(shù)[(查據(jù)等，太陽能學報，2007.沘(9) 992), (Adelmo Ortiz-Conde, et al. . Solar Energy Materials & Solar Cells 2006.90: 352)，(黎步銀等，一種太陽電池參數(shù)測試裝置，實用新型專利號CN101551437B)]，但由于描述光照下太陽電池的理論方程包括串聯(lián)電阻等多個參數(shù)，易出現(xiàn)由于伏安特性曲線中某測量數(shù)據(jù)的偶然誤差影響擬合結(jié)果；且由于光照條件下太陽電池伏安特性受光源的穩(wěn)定性影響，易出現(xiàn)由于光照強度的變化產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)的誤差，從而導致提取的太陽電池參數(shù)出現(xiàn)誤差。還有采用電導電壓特性曲線[Z. Ouennoughi, Solid-State Electronics 1999.43: 1985]來提取太陽電池參數(shù)的方法，該方法也容易受到僅由一條特性曲線迭代提取參數(shù)中偶然誤差的影響，從而降低提取結(jié)果的精確度。所以，在此，我們提出一種基于暗伏安特性、暗電導電壓特性以及暗微分電導電壓特性三條曲線來提取太陽電池參數(shù)的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種太陽電池參數(shù)提取方法，它比通常僅依靠光照下單條伏安特性(或單條電導電壓特性)擬合提取太陽電池參數(shù)，具有精度較高和應用性較強的特點，從而解決了背景技術(shù)中存在的缺陷。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，方法步驟為
(1)測量太陽電池的暗伏安特性曲線；
(2)測量太陽電池暗電導電壓以及暗微分電導電壓特性曲線；
(3)采用理論公式擬合太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，得到太陽電池串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流。所述步驟(1)和(2)中，測試環(huán)境為暗室，測試溫度為室溫。所述步驟(3 )中，采用單二極管模型推導出太陽電池暗伏安特性，暗電導電壓特性以及暗微分電導電壓特性理論公式，依據(jù)理論公式擬合測量得到的太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，提取出滿足實驗數(shù)據(jù)與理論公式之間標準差最小的太陽電池串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流。利用太陽電池暗伏安特性、暗電導電壓特性以及暗微分電導電壓特性三條曲線進行反復迭代計算得到太陽電池參數(shù)，可以減小僅由光照下一條特性曲線迭代提取參數(shù)過程中偶然數(shù)據(jù)誤差的影響，從而提高參數(shù)提取結(jié)果的可靠性和精確度。
太陽電池暗伏安特性理論公式為
太陽電池暗電導電壓特性理論公式為
太陽電池暗微分電導電壓特性理論公式為
以上理論公式中J是太陽電池上電流，F(xiàn)是太陽電池上電壓，Is是太陽電池反向飽和電流^是電荷電量，ire (l<m<:2)是太陽電池理想因子，Jfc是玻爾茲曼常數(shù)，:T是太I'日電池結(jié)區(qū)絕對溫度(常溫下為30(MO，是太陽電池串聯(lián)電阻， 是太陽電池并聯(lián)電阻；
r是太陽電池電導，g是太陽電池微分電導。
Irdv本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)的太陽電池參數(shù)提取方法比較有以下特點1、同時利用太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，來提取太陽電池參數(shù)的方法，可以避免通常僅依靠光照下單條伏安特性(或單條電導電壓特性)擬合提取太陽電池參數(shù)方法中測量數(shù)據(jù)的偶然誤差，具有較高精度。2、利用暗室條件下的太陽電池特性曲線擬合得到參數(shù)方法，可以避免通常光照下太陽電池特性曲線中由于光照強度的變化帶來的測量數(shù)據(jù)誤差，具有精度較高和應用性較強的特點；3、采用單二極管模型推導出太陽電池暗伏安特性，暗電導電壓特性以及暗微分電導電壓特性理論公式，提取出滿足實驗數(shù)據(jù)與理論公式之間標準差最小的太陽電池參數(shù)，具有實施簡單，容易實現(xiàn)特點。本發(fā)明提供了一種精度較高和應用性較強的太陽電池參數(shù)提取方法，為目前太陽電池參數(shù)提取提供了一條有效的途徑。


圖1是本發(fā)明測量和擬合單結(jié)太陽電池器件的暗伏安特性圖。圖2是本發(fā)明測量和擬合單結(jié)太陽電池器件的暗電導電壓特性圖。圖3是本發(fā)明測量和擬合單結(jié)太陽電池器件的暗微分電導電壓特性圖。
具體實施例方式本發(fā)明是一種實現(xiàn)太陽電池參數(shù)提取方法，可以避免通常僅依靠光照下單條伏安特性(或單條電導電壓特性)擬合提取太陽電池參數(shù)方法中測量數(shù)據(jù)的偶然誤差，可以避免通常光照下太陽電池特性曲線中由于光照強度的變化帶來的測量數(shù)據(jù)誤差，實現(xiàn)太陽能電池參數(shù)的精確提取。作為一個實例，我們利用該方法測量和擬合單結(jié)太陽電池樣品正向電壓下的電學性質(zhì)。測試和擬合結(jié)果如圖1、2、3所示；圖1是本發(fā)明測量和擬合單結(jié)太陽電池器件的暗伏安特性圖，圖2是本發(fā)明測量和擬合單結(jié)太陽電池器件的暗電導電壓特性圖，圖3是發(fā)明測量和擬合單結(jié)太陽電池器件的暗微分電導電壓特性圖。具體操作是，利用通常的加電壓測電流的方法測量太陽電池的暗伏安特性曲線；利用電導與微分電導同步測量方法[(肖文波等，一種電導與微分電導同步測量裝置及方法，發(fā)明專利號ZL200910186103.0]測量太陽電池暗電導電壓以及暗微分電導電壓特性曲線；然后，采用理論公式擬合太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，得到太陽電池串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流。從圖1-3測量和擬合結(jié)果，可以看出符合很好。 提取出的太陽電池串聯(lián)電阻為0. 019歐姆，并聯(lián)電阻為91. 91歐姆，反向飽和電流為0. 004 毫安；理想因子為1.6，處于理論值范圍。以上實例說明我們提出的太陽電池參數(shù)提取方法是正確的。該方法將會在目前太陽電池參數(shù)提取技術(shù)的研究當中得到一定的推廣。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種太陽電池參數(shù)提取方法，其特征在于方法步驟為(1)測量太陽電池的暗伏安特性曲線；(2)測量太陽電池暗電導電壓以及暗微分電導電壓特性曲線；(3)采用理論公式擬合太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，得到太陽電池串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽電池參數(shù)提取方法，其特征是，步驟(1)和(2)中， 測試環(huán)境為暗室，測試溫度為室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽電池參數(shù)提取方法，其特征是，步驟(3)中，采用單二極管模型推導出太陽電池暗伏安特性，暗電導電壓特性以及暗微分電導電壓特性理論公式，依據(jù)理論公式擬合測量得到的太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，提取出滿足實驗數(shù)據(jù)與理論公式之間標準差最小的太陽電池串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽電池參數(shù)提取方法，其特征在于，利用太陽電池暗伏安特性、暗電導電壓特性以及暗微分電導電壓特性三條曲線進行反復迭代計算得到太陽電池參數(shù)，可以減小僅由光照下一條特性曲線迭代提取參數(shù)過程中偶然數(shù)據(jù)誤差的影響， 從而提高參數(shù)提取結(jié)果的可靠性和精確度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的太陽電池參數(shù)提取方法，用于能源技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟1)測量太陽電池暗伏安特性曲線；2)測量太陽電池暗電導電壓以及暗微分電導電壓特性曲線；3)采用理論公式擬合太陽電池暗伏安特性曲線，暗電導電壓特性曲線以及暗微分電導電壓特性曲線，得到滿足實驗數(shù)據(jù)與理論公式之間標準差最小的太陽電池串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、理想因子以及反向飽和電流。本發(fā)明較以往僅僅依靠光照下單條伏安特性(或電導電壓特性)曲線擬合提取太陽電池參數(shù)，具有精度較高和應用性較強的特點。
文檔編號G01R31/26GK102288891SQ20111026392
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者何興道, 肖文波, 高益慶 申請人:南昌航空大學