色散效应对聚光多结太阳电池性能的影响及优化
本文选题:聚光光伏 切入点:多结太阳电池 出处:《物理学报》2017年14期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对色散效应导致聚光多结太阳电池性能降低的问题,使用分布式三维等效电路模型计算高倍聚光下GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池的输出特性,通过分析电池各层的电压分布、暗电流分布以及横向电流分布,研究了不同电池尺寸下色散效应对电池性能影响的机理.结果表明:色散使多结太阳电池在局部区域的光生电流变得不匹配,随着电池尺寸的减小,局部区域之间失配的光生电流能够以横向电流的形式相互补偿,使电池整体的电流更加匹配,从而减小色散效应的影响.当电池芯片尺寸较大(20 mm×20 mm)时,色散主要降低电池的短路电流密度,色散光斑下电池的效率仅相当于无色散时的94%;当电池芯片尺寸减小到2 mm×2 mm时,短路电流密度与无色散时相等,但横向电阻降低了电池的填充因子.当电池芯片尺寸进一步减小到0.4 mm×0.4 mm时,色散与无色散光斑下电池的各项性能几乎没有差别,效率均约为34.5%,色散效应的影响可忽略不计.
[Abstract]:Aiming at the problem that dispersion effect leads to the degradation of the performance of multi-junction solar cells, the output characteristics of GaInP/GaInAs/Ge three-junction solar cells under high-power condensed light are calculated by using the distributed three-dimensional equivalent circuit model, and the voltage distribution of each layer of the cells is analyzed. The mechanism of dispersion effect on the performance of multi-junction solar cells under different cell sizes is studied by dark current distribution and transverse current distribution. The results show that dispersion makes the photogenerated current of multi-junction solar cells mismatch in local region. With the decrease of the cell size, the mismatched photogenerated current between the local regions can compensate each other in the form of transverse current, which makes the overall current of the battery more matched, thus reducing the effect of dispersion. When the size of the battery chip is larger than 20 mm 脳 20 mm), Dispersion mainly reduces the short-circuit current density of the battery, and the efficiency of the cell under the dispersion spot is only as high as that of the non-dispersive cell, and when the size of the battery chip decreases to 2 mm 脳 2 mm, the short-circuit current density is equal to that of the non-dispersive cell. When the chip size of the battery is further reduced to 0.4 mm 脳 0.4 mm, there is almost no difference between the dispersive and non-dispersive speckles, and the efficiency is about 34.5, and the effect of dispersion is negligible.
【作者单位】: 厦门大学物理与机电工程学院;厦门市三安光电科技有限公司;
【基金】:国家自然科学基金重点项目(批准号:61534005)、国家自然科学基金(批准号:61474081) 国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB632103)资助的课题~~
【分类号】:TM914.4
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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本文编号:1587480
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