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关于大面积硅太阳能电池标准等效电路有效性的基本问题

DOI：10.1002/pssa.201900612 期刊：physica status solidi (a) 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 太阳能电池的标准等效电路相当于通过独立的二极管和电阻元件进行集总描述。由于该模型应用于大面积硅太阳能电池时实际上意味着对发射极电阻（该电阻与p-n结紧密耦合）进行平均化处理，因此其能否较好地发挥作用并非显而易见。通过采用可解析求解的分布式串联电阻模型，并系统分析偏离零发射极电阻理想情况时的偏差，发现该等效电路在薄层电阻的线性阶次上成立。在此线性阶次中，集总电压损耗与积分焦耳损耗完全兼容；这种兼容性被证明是建立大面积硅太阳能电池局部串联电阻模型的必要且充分条件。然而在更高阶的薄层电阻情况下，集总电压损耗与积分焦耳损耗不再兼容，这意味着该等效电路无法描述这些高阶效应?；谙咝越状渭艽缱杞⒌牡刃У缏?，能够解释实验观测到的沿电流-电压特性曲线的集总串联电阻变化现象——该变化完全可由暗二极管电流的依赖关系来描述。
作者： Jan-Martin Wagner，Jürgen Carstensen，Rainer Adelung
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研究概述 实验方案

研究目的

从物理角度分析，在何种条件下标准等效电路的集总描述对大面积硅太阳能电池是正确的，重点关注将该类太阳能电池的集总与局部I-U曲线相关联的基本可能性。

研究成果

当在薄层电阻中以线性阶数考虑分布式串联电阻效应时，标准等效电路模型适用于大面积硅太阳能电池。为准确描述此类太阳能电池的特性，需要采用考虑集中串联电阻暗电流依赖性的修正等效电路。

研究不足

本研究仅限于标准工作条件下低发射极电阻率的大面积硅太阳能电池，在此类电池中横向电压差相对于热电压较小。虽然讨论了该方法对多晶硅电池的适用性，但仍需实验验证。

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