光伏電池的伏安特性曲線(xiàn)和填充因數
根據前面的方法,考慮到不同的光照強度,可以得到光伏電池的伏安特性曲線(xiàn)如圖2-4所示。通過(guò)該曲線(xiàn)可以季出,光伏電池的輸出電流和輸出電壓均與太陽(yáng)輻照的通量密度成正比的關(guān)系。不同的光照強度條件下,可得到不同的性曲線(xiàn)。光伏電池輸出伏安特性曲線(xiàn)與電流軸的交點(diǎn)為短路電流,與電壓軸的交點(diǎn)為空載電壓U從伏安特性曲線(xiàn)可以看出,光伏電池既非恒壓源,也非恒流源,而是一種非線(xiàn)性直流電源。光伏陣列的伏安特性曲線(xiàn)與負載特性曲線(xiàn)L的交點(diǎn)A、B、C、D和E即為光伏電池的工作點(diǎn)。如果能使工作點(diǎn)光伏陣列伏安特性曲線(xiàn)某一點(diǎn)(如圖中A,、B,、C’、D’、E’),使得此點(diǎn)對應的電流值電壓值Um圍成的矩形面積最大,則稱(chēng)此點(diǎn)為光伏陣列的最佳輸出功率或最大輸出功率Pm o
由此,可以引出表征光伏電池優(yōu)劣的一個(gè)重要參數,即填充因數FF:式中,FF是評估光伏電池負載能力的重要因素。一般而言FF<1,例如常規的硅光伏電池的FF為0.75-0.8。FF與多方面因素有關(guān),如電池材料的PN結曲線(xiàn)常數A、串聯(lián)電阻及。和并聯(lián)電阻4-R。h等電池內部因素,以及光照強度、 -作溫度等電池外部因素。
為了更有助于精確尋找最大功率,可以根據伏安特性曲線(xiàn)繪制出圖2-5所示的功率電壓(尸-U)特性曲k二。可以看出在到達Pm之前,曲線(xiàn)近似為直線(xiàn)線(xiàn)段,隨著(zhù)U的升高尸線(xiàn)增大。該線(xiàn)段越陡,伏安特性曲線(xiàn)接近矩形,曲線(xiàn)填充因數FF越大。此時(shí)對應的光伏電池輸出特性也就越好,電池的光電轉換效率就越高。
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