光伏电池内电阻

1、太阳电池串联电阻的一种精确算法晶体硅太阳电池制作过程中由于扩散制结、印刷电极等操作，在电极与硅片的接触面上会产生接触电阻。上表面的接触电阻为栅线和总线与扩散层的接触面产生的电阻，下表面的接触电阻为背电极与基区的接触面产生的电阻。同时在太阳电池内部也存在基片电阻、扩散区的薄层电阻等。在运行时这些电阻和负载串联在同一回路上，称为电池的串联电阻，常用咫表示。减小串联电阻可以提高太阳电池的短路电流。Caballero提出一种计算太阳电池串联电阻的模型，我们对该模型及其模型中的数学表达式进行了验证。对丝网印刷太阳电池，根据其结构进行定量计算。首先根据太阳电池的结构(图1)做出串联电阻等效电路(图2)。图

2、2中Rbus表示总线的电阻，Rf表示栅线(finger)的电阻，Rfc表示前接触层(front contact)的电阻，Remitter表示扩散层。(emitter layer)的电阻，Rb表示基区(base)的电阻，Rbc表示背接触(back contact)电阻。太阳电池的总串联电阻匙为上面6个分电阻之和：一、串联电阻各分电阻数学表达式推导下面我们将部分推导验证串联电阻构成要素的电阻表达式，首先给出扩散层的功率表达式：放人电池模型整体中，其中：式中：JL是光生电流密度，S表示栅线间隔，L为电池边长，n为栅线数，Re为扩散层电阻。对于前后接触电阻，Rfc和Rbc应用半导体一金属接触电阻除以接

3、触面积；对于前接触面，接触面积为栅线的底面积加上总线的底面积，并减去栅线和总线交叉部分的底面积，栅线底面积为(L/s)wfL，总线底面积为2(L/s)wbusS，交叉部分面积为2(L/s)wbuswf，且前接触电阻率为Rfrontpaste，所以前前接触电阻为：对于背接触电阻，接触面积为L2，背接触电阻率为Rbackpaste，可得背接触电阻：综上可知，串联电阻各部分电阻的表达式如式(10)、式(15)、式(18)式(21)所示。二、利用模型对串联电阻进行计算以工业生产中典型的125mmX125mm 电池进行具体计算，将参数代人公式，先计算各部分数值，最后计算出串联电阻。电池基区厚度Wbase

4、为240m，硅的电阻率base为1 ·cm，：对于总线电阻Rbus，式中n表示焊接点的数目，又总线厚度hbus为5m，结合上面其它数据，可得：对于前接触电阻Rfc，Rfrontpaste。为1.0x 10-4·cm ，结合前面数据，可得：对于背接触电阻Rbc，Rbackpaste为1.Ox 10-4·cm，结合前面数数据，可得：三、生产数据对模型进行验证我们取n=8，利用生产线测试数据来验证该串联电阻数学模型是否与实际相符。取n=8时，Rs=4.838 m。数据见表1。可以看出电池的实际测试串联电阻在4.533 m到5.085m的范围内。我们以这些串联电阻实测值的平均值作为串联电阻的实际值，即：四、 结束语南此我们可以看出：该模型的计算结果误差很小。与实际测量结果吻合度高。根据建立的电池串联电阻数学模型，可以进行定量计算太阳电池串联电阻大小。并且将来可以进一步分析串联电阻与焊接点