求光伏組件/太陽能電池 的伏安特性研究的畢業(yè)論文范文 ，，謝謝~~

【專家解說】：基于P2N 結(jié)的太陽能電池伏安特性的分析與模擬 摘 要 通過分析實際P2N 結(jié)與理想模型之間的差別,建立了P2N 結(jié)二極管及太陽能電池的數(shù)學 模型;利用Matlab 中的系統(tǒng)仿真模塊庫建立仿真模型,設置參量,求解模型方程并繪制了圖形1 對 太陽能電池在一定光照下旁路電阻及串聯(lián)電阻取不同數(shù)值時對其開路電壓、短路電流及填充因子 的影響做了模擬,并與實際測得的硅太陽能電池伏安特性進行了比較1 模型分析與實驗測量的結(jié) 果表明:等效的旁路電阻和串聯(lián)電阻分別影響電池的開路電壓和短路電流1 仿真結(jié)果與實驗測量 結(jié)果一致1 關(guān)鍵詞 P2N 結(jié);伏安特性;等效電路模型;太陽能電池 中圖分類號 O475 文獻標識碼 A 0 引言 P2N結(jié)是許多微電子和光電子器件的核心部分1 這些半導體器件的電學特性及光電特性由P2N 結(jié) 的性質(zhì)所決定,掌握P2N 結(jié)的性質(zhì)是分析這些器件 特性的基礎1 半導體導電是通過兩種載流子的漂 移、擴散及產(chǎn)生與復合實現(xiàn)的[1 ]1 由于P2N 結(jié)的非 線性特性,其電流電壓關(guān)系無法通過一個簡單的解 析模型來確定1 雖然肖克萊方程給出了理想P2N 結(jié)的電流電壓關(guān)系,但與實際器件的性質(zhì)差別很大1 在實際器件中,由于表面效應、勢壘區(qū)載流子的產(chǎn)生 及復合、電阻效應等因素的影響,其電流電壓特性只 在很小的范圍內(nèi)接近理想值1 正向電壓增大時, I2V 曲線由指數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性關(guān)系1 反向電壓增大 時,在一定范圍內(nèi)也是線性關(guān)系,反向電壓過大還會 發(fā)生P2N 結(jié)的擊穿1 本文通過一個簡單的電路模型模擬了實際的 P2N 結(jié),討論了各實際參量對伏安特性的影響1 并 針對太陽能電池在一定光照下其實際參量如旁路電 阻和串聯(lián)電阻對其開路電壓、短路電流及填充因子 的影響,利用計算機對其伏安特性進行建模分析,以 獲得接近實際器件的特性1 1 P2N結(jié)的伏安特性分析及等效電路 理想P2N 結(jié)模型滿足小注入、突變耗盡層及玻 耳茲曼邊界條件,且不考慮耗盡層中載流子的產(chǎn)生 和復合作用[2 ]1 其電流電壓關(guān)系可由肖克萊方程給 出,即 J = J s exp qV k T - 1 (1) 式中,V 為P2N 結(jié)兩端的電壓, J 為通過P2N 結(jié)的 電流密度, J s 為反向飽和電流1 當正向偏壓較大 時,括號中的指數(shù)項遠大于1 ,因而第二項可以忽 略,電流密度與電壓呈指數(shù)增加關(guān)系1 反向偏壓時, 當q| V | m k T 時, 指數(shù)項趨于0 , 電流不隨電壓改 變,趨于飽和值J s 1 實驗測量發(fā)現(xiàn),肖克萊方程與實際P2N 結(jié)的伏 安特性偏離較大,主要表現(xiàn)在兩個方面:1) 正向電壓 較小時,理論值比實驗值小,正向電壓較大時,J2V 關(guān)系變?yōu)榫€性關(guān)系;2) 反向偏壓時,反向電流比理論 值大許多,反向電流不飽和,隨反向偏壓的增大略有 增加1 這說明理想模型不能真實反映實際器件的特 性,需要建立更為完善的P2N 結(jié)模型[3 ]1 在實際器 件中,載流子的產(chǎn)生、傳輸和復合會對P2N 結(jié)中的 空間電荷場產(chǎn)生影響[4 ] ,從而導致P2N 結(jié)電流電壓 特性偏離理想方程1 正向偏壓時,注入勢壘區(qū)的載流子有一部分形 成復合電流,其大小與exp ( qV/ 2 k T) 成正比, 總電 流密度為擴散電流密度與復合電流密度之和1 對于 硅,在較低正向偏壓下, 復合電流占主要地位, 因而 總電流大于理想條件下的電流,正向偏壓較高時,復 合電流可以忽略 具體的去我們論壇看看吧?。?/div>