柔性薄膜太阳电池温度系数初探

发布时间：2020-04-12 03:41

【摘要】：影响电池功率输出的因素有很多,例如温度,由于工作环境的温度不同,其电压、电流、功率也不同,电池在极端温度下工作状态能否达到要求,需要在电路设计时进行预算,因此温度系数这一电池特性就显得尤为重要。通过一组实验,在不同的温度下对柔性薄膜太阳电池进行电性能测试,得到样品电池在不同温度下的I-V曲线以及各项参数。结果表明,电池随着温度的升高,开路电压降低,短路电流升高,最大功率降低。
【图文】：

曲线,曲线,电池,开路电压

果进行说明。由于温度测试点较多，所以在75℃降温到－45℃这一过程中，从样品1中挑选5个温度测试点的I-V曲线组合在一起，如图6所示。从图6中可以看出，样品电池1在最高温度时，短路电流最大而开路电压最小，而在最低温度时，短路电流最小而开路电压最大。从75℃降温到－45℃这个过程中，样品1的短路电流随着温度的降低而减小，而开路电压随着温度的降低而增大。将测试数据进行处理：每个温度测试点测得的短路电流Isc、开路电压Voc、最大功率Pmax分别有6个数据，取平均数可以得出它们与温度的变化关系，如图7所示。从图7中得出，样品1随着温度升高，开路电压下降，短路电流升高，最大功率下降；温度每升高1℃，开路电压降低0.0025V，短路电流升高0.0059A，最大功率降低0.00076W。上述得到的系数是经过取平均处理后得到的，电池的温度系数应该是某个区间范围内。经过多次实验，观察测得的数据，得到这一类型电池温度系数的变化范围。为去除面积对电池的电流和最大功率的影响，将电池温度系数以百分比的形式表示出来：（1）随着电池温度的升高，功率降低，每升高1℃降低0.2%~0.25%；（2）随着电池温度的升高，电压降低，每升高1℃降低0.26%~0.29%；（3）随着电池温度的升高，电流升高，每升高1℃升高0.5%~0.78%。通常半导体的禁带宽度随着温度升高而降低，使得光的吸收随之增加，，所以电流随着温度的升高而增加；温度升高禁带宽度降低，导致势垒高度也降低，所以开路电压也随着温度的升高而降低；电流的变化率远远大于电压的变化率，所以功率也随着温度的升高而降低。2.2误差分析可能造成本实验过程中电池测试误差的因素有：光源，温度的控制以及测试环境。（1）光源：本次实验所用的太阳模拟器为A级太阳模拟器

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