Ahoana ny fiasan'ny sela masoandro

sela masoandro mitroka ny tara-masoandro mba hamokarana ny asan'ny bateria mahazatra. Saingy tsy toy ny bateria nentim-paharazana, ny taham-pamokarana sy ny herin'ny famoahana ambony indrindra amin'ny batterie nentim-paharazana dia raikitra, raha toa ka mifandray amin'ny fepetran'ny jiro sy ny toerana fiasana enta-mavesatra ny tanjaky ny fivoahana, ny ankehitriny ary ny herin'ny sela masoandro. Noho izany, raha hampiasa ny cellule solaire hamokarana herinaratra ianao, dia tsy maintsy mahatakatra ny fifandraisana misy amin'izao fotoana izao sy ny fitsipiky ny fiasan'ny sela solar.

Fanazavana ny tara-masoandro:

Ny angovo azo avy amin'ny sela masoandro dia ny tara-masoandro, noho izany ny hamafin'ny hazavan'ny tara-masoandro dia mamaritra ny famoahana ankehitriny sy ny voltase avy amin'ny sela masoandro. Fantatsika fa rehefa apetraka eo ambanin'ny masoandro ny zavatra iray, dia amin'ny fomba roa no andraisan'ny tara-masoandro azy, ny iray amin'ny tara-masoandro mivantana, ary ny iray dia ny tara-masoandro miparitaka rehefa avy miparitaka amin'ny zavatra hafa eny ambonin'ny tany. Amin'ny toe-javatra mahazatra, ny hazavana mivantana dia mitentina 80% amin'ny hazavana azon'ny sela solar. Noho izany dia hifantoka amin'ny fiposahan'ny masoandro mivantana ihany koa ny dinika manaraka.

Ny hamafin'ny tara-masoandro sy ny tara-masoandro dia azo aseho amin'ny alàlan'ny irradiance spectrum, izay ny herin'ny hazavana isaky ny halavan'ny onjam-pandrefesana isaky ny faritra (W / ㎡um). Ny hamafin'ny tara-masoandro (W/㎡) dia fitambaran'ny halavan'ny onjam-pahazavana rehetra. Ny famirapiratan'ny tara-masoandro dia mifandray amin'ny toerana refesina sy ny zorony amin'ny masoandro amin'ny etỳ ambonin'ny tany. Izany dia satria ny tara-masoandro dia hotsofoka sy hiparitaka amin'ny atmosfera alohan'ny hahatongavana amin'ny tany. Ny anton-javatra roa amin'ny toerana sy ny zoro dia aseho amin'ny ankapobeny amin'ny antsoina hoe faobe rivotra (AM). Ho an'ny fahazavana amin'ny masoandro, ny AMO dia manondro ny toe-javatra any amin'ny habakabaka rehefa miposaka mivantana ny masoandro. Ny hamafin'ny hazavana dia manodidina ny 1353 W/㎡, izay mitovy amin'ny loharanom-pahazavana novokarin'ny taratra mainty misy mari-pana 5800K. Ny AMI dia manondro ny zava-misy ety ambonin'ny tany, rehefa miposaka mivantana ny masoandro, dia eo amin'ny 925 W/m2 eo ny herin'ny hazavana. Ny AMI.5 dia manondro ny zava-misy ety ambonin'ny tany, rehefa mitodika amin'ny zoro 45 degre ny masoandro, dia eo amin'ny 844 W/m2 eo ny herin'ny hazavana. AM 1.5 dia matetika ampiasaina hanehoana ny tara-pahazavan'ny tara-masoandro eo ambonin'ny tany. Solar cell circuit modely:

Rehefa tsy misy hazavana, ny cellule solaire dia manao toy ny diode pn junction. Ny fifandraisana amin'izao fotoana izao-volta amin'ny diode idealy dia azo aseho toy ny

Ny toerana misy ahy dia maneho ny courant, ny V dia maneho ny volt, ny dia ny saturation, ary ny VT = KBT / q0, izay ny KB dia maneho ny tsy miova BoItzmann, q0 ny fiampangana herinaratra, ary ny T ny mari-pana. Amin'ny mari-pana amin'ny efitrano, VT=0.026v. Tsara homarihina fa ny tari-dalan'ny diode Pn dia voafaritra ho mikoriana avy amin'ny P-karazana mankany amin'ny n-karazana ao amin'ny fitaovana, ary ny sanda tsara sy ratsy amin'ny voltase dia voafaritra ho P-karazana terminal mety. minus ny mety ho terminal karazana n. Noho izany, raha arahina io famaritana io, rehefa miasa ny cellule solaire, dia tsara ny sandan'ny voltany, ny sandany ankehitriny dia ratsy, ary ny curve IV dia eo amin'ny efamira fahefatra. Ny mpamaky dia tsy maintsy ampahatsiahivina eto fa ny antsoina hoe diode idealy dia mifototra amin'ny toe-javatra ara-batana maro, ary ny diodes tena izy dia hanana anton-javatra tsy mitombina sasany izay misy fiantraikany amin'ny fifandraisana misy amin'izao fotoana izao amin'ny fitaovana, toy ny ankehitriny-recombination ankehitriny, eto isika dia '. tsy miresaka be. Rehefa tratran'ny hazavana ny cellule solaire dia hisy photocurrent ao amin'ny diode pn. Satria avy amin'ny n-karazana mankany amin'ny p-karazana ny tondrozotran'ny saha elektrika naorina ao amin'ny pn junction, dia hihazakazaka mankany amin'ny faran'ny n-karazana ny lavaka elektrôna-lavaka vokarin'ny fôtôna. -karazana farany. Ny photocurrent noforonin'ny roa dia hikoriana avy amin'ny n-karazana mankany amin'ny p-karazana. Amin'ny ankapobeny, ny fitarihana ankehitriny amin'ny diode dia voafaritra ho mikoriana avy amin'ny p-type mankany n-type. Amin'izany fomba izany, raha ampitahaina amin'ny diode idealy, ny photocurrent vokarin'ny cellule solaire rehefa hazava dia current ratsy. Ny fifandraisana amin'izao fotoana izao amin'ny sela solar dia ny diode idealy miampy IL photocurrent négatif, izay ny habeny dia:

Raha lazaina amin'ny teny hafa, rehefa tsy misy hazavana, IL = 0, ny cellule solaire dia diode tsotra fotsiny. Rehefa short circuit ny cellule solaire, izany hoe V=0, dia Isc=-IL ny cours de circuit solaire. Izany hoe, rehefa short-circuited ny cellule solaire, ny courant-circuit dia ny photocurrent vokarin'ny hazavana mitranga. Raha ny selan'ny masoandro dia open circuit, izany hoe, raha I=0, ny voly circuit open dia:

Sary 2. Fizarana mitovy amin'ny cellule solaire: (a) tsy misy, (b) miaraka amin'ny fanoherana an-tariby sy shunt. Tsy maintsy hamafisina eto fa mari-pamantarana roa manan-danja amin'ny toetran'ny sela misy masoandro.

Ny vokatra avy amin'ny cellule solaire dia vokatry ny ankehitriny sy ny voly:

Mazava ho azy fa tsy sanda raikitra ny famatsiana herinaratra avy amin'ny cellule solaire. Mahatratra ny sanda ambony indrindra amin'ny teboka miasa amin'izao fotoana izao, ary ny Pmax mahery indrindra dia azo faritana amin'ny dp/dv=0. Azontsika atao ny manatsoaka hevitra fa ny voltase mivoaka amin'ny herin'ny famoahana ambony indrindra Pmax dia:

ary ny Output Current dia:

Ny herin'ny angovo avo indrindra amin'ny sela solar dia:

Ny fahombiazan'ny selan'ny masoandro dia manondro ny tahan'ny selan'ny masoandro mamadika ny herin'ny jiron'ny zava-niseho ho ny herin'ny herinaratra avo indrindra, izany hoe:

Ny fandrefesana ny fahombiazan'ny cellule solaire ankapobe dia mampiasa loharanom-pahazavana mitovy amin'ny tara-masoandro miaraka amin'ny pin=1000W/㎡.

Amin'ny alalan'ny fanandramana, ny fifandraisana amin'izao fotoana izao-voltage ny sela masoandro dia tsy manaraka tanteraka ny teo aloha famaritana. Izany dia satria ny fitaovana photovoltaic dia manana ilay antsoina hoe fanoherana andiany sy fanoherana shunt. Ho an'ny fitaovana semiconductor rehetra, na ny fifandraisana misy eo amin'ny semiconductor sy metaly, dia tsy maintsy hisy fanoherana lehibe kokoa na kely kokoa, izay hamorona ny fanoherana andiam-panoherana ny fitaovana photovoltaic. Amin'ny lafiny iray, ny lalana misy amin'izao fotoana izao ankoatra ny diode Pn tsara indrindra eo anelanelan'ny electrodes tsara sy ratsy amin'ny fitaovana photovoltaic dia miteraka ny antsoina hoe leakage ankehitriny, toy ny taranaka-recombination ankehitriny ao amin'ny fitaovana. , ny recombination ambonin'ny ankehitriny, ny sisiny tsy feno fitokanana ny fitaovana, ary ny metaly fifandraisana fidirana junction.

Matetika dia mampiasa fanoherana shunt isika hamaritana ny fiparitahan'ny sela masoandro, izany hoe Rsh=V/Ileak. Ny lehibe kokoa ny fanoherana ny shunt, ny kely kokoa ny leakage ankehitriny. Raha heverintsika ny fanoherana iraisana Rs sy ny fanoherana ny shunt Rsh, dia azo soratana toy izao ny fifandraisana misy amin'izao fotoana izao amin'ny sela solar:

Azontsika ampiasaina ihany koa ny mari-pamantarana iray, ilay antsoina hoe famenoana, mba hamintinana ny vokatry ny fanoherana andiany sy ny fanoherana ny shunt. voafaritra ho:

Mazava ho azy fa ny famenoana dia ambony indrindra raha tsy misy resistor andiany ary tsy manam-petra ny fanoherana shunt (tsy misy leakage). Ny fitomboan'ny fanoherana andiany na ny fihenan'ny fanoherana ny shunt dia hampihena ny famenoana. Amin'izao fomba izao,. Ny fahombiazan'ny selan'ny masoandro dia azo aseho amin'ny marika telo manan-danja: voc circuit misokatra, Isc circuit fohy, ary famenoana FF.

Mazava ho azy fa mba hanatsarana ny fahombiazan'ny cellule solaire, dia ilaina ny mampitombo ny voltase misokatra amin'ny circuit open, short circuit current (izany hoe photocurrent), ary ny famenoana (izany hoe, mampihena ny fanoherana ny andiany sy ny leakage ankehitriny).

Volavolan-tsarimihetsika misokatra sy cours de circuit fohy: Raha jerena amin'ny formula teo aloha, ny volkano misokatra amin'ny cellule solaire dia faritana amin'ny alàlan'ny photocurrent sy ny cellule saturated. Avy amin'ny fomba fijerin'ny fizika semiconductor, ny volavolan-tsolika misokatra dia mitovy amin'ny fahasamihafan'ny angovo Fermi eo amin'ny elektronika sy ny lavaka ao amin'ny faritry ny habaka. Raha ny amin'izao fotoana izao amin'ny diode Pn idealy dia azonao ampiasaina:

maneho. izay ny q0 dia maneho ny fiampangana singa, ny ni dia maneho ny fifantohan'ny mpitatitra intrinsic amin'ny semiconductor, ND sy NA dia samy maneho ny fifantohan'ny mpanome sy ny mpandray, ny Dn sy ny Dp dia maneho ny coefficient diffusion an'ny elektronika sy ny lavaka, ny teny etsy ambony dia mihevitra n - Ny tranga izay samy malalaka ny faritra karazana sy ny faritra karazana p. Amin'ny ankapobeny, ho an'ny sela solar mampiasa substrate p-karazana, ny faritra n-karazana dia tena marivo, ary mila ovaina ny teny etsy ambony.

Nolazainay teo aloha fa rehefa manazava ny cellule solaire dia misy photocurrent avoaka, ary ny photocurrent dia ny courant-circuit mihidy ao amin'ny fifandraisana amin'izao fotoana izao-voltage ny sela masoandro. Eto isika dia mamaritra fohifohy ny niandohan'ny photocurrent. Ny taham-pahaterahan'ny mpitatitra amin'ny volan'ny tarika isaky ny ora iray (unit m -3 s -1) dia faritana amin'ny alàlan'ny coefficient fisondrotry ny hazavana, izany hoe.

Anisan'izany, ny α dia maneho ny coefficient fisondrotry ny hazavana, izay ny hamafin'ny foton'ny zava-niseho (na ny hakitroky ny flux photon), ary ny R dia manondro ny coefficient fisaintsainana, noho izany dia maneho ny hamafin'ny foton'ny tranga tsy hita taratra. Ny mekanika telo lehibe miteraka photocurrent dia: ny fiparitahan'ny elektrôna mpitatitra vitsy an'isa ao amin'ny faritra p-karazana, ny diffusion an'ny lavaka mpitatitra vitsy an'isa ao amin'ny faritra n-karazana, ary ny fifindran'ny elektrôna sy ny lavaka ao amin'ny faritry ny habaka. ankehitriny. Noho izany, ny photocurrent dia azo ambara toy izao:

Anisan'izany ny Ln sy Lp tsirairay dia maneho ny halavan'ny diffusion ny elektrôna ao amin'ny faritra p-karazana sy ny lavaka ao amin'ny faritra n-karazana, ary ny sakan'ny faritra fiampangana habakabaka. Amin'ny famintinana ireo valiny ireo, dia mahazo teny tsotra ho an'ny volavolan-tsolika misokatra isika:

izay ny Vrcc dia maneho ny tahan'ny recombination ny mpivady-lavaka elektrônika isaky ny volume. Mazava ho azy, izany dia vokatra voajanahary, satria ny faritra misokatra malefaka dia mitovy amin'ny Fermi angovo fahasamihafana eo amin'ny elektrôna sy ny lavaka ao amin'ny habakabaka fiampangana faritra, ary ny Fermi angovo fahasamihafan'ny elektrôna sy ny lavaka dia tapa-kevitra ny mpitatitra ny tahan'ny taranaka sy ny recombination tahan'ny. .