摘要：通过测试太阳能电池在不同面积、光强下的I－V曲线，分析开路电压、短路电流与太阳能电池填充因子的变化关系，寻找影响太阳能电池转换效率的因素．实验中通过比较理想填充因子和测得的填充因子，发现等效串并联电阻对太阳能电池的填充因子影响很大．如果减小串联电阻和提高并联电阻，可以在本实验条件下提高现有能量转换效率33%．

关键词：太阳能电池；串联电阻；并联电阻；填充因子

       光伏太阳能电池最近几年得到了大力的发展，如何提高太阳能电池的转换效率成为光伏太阳能电池研究的关键．太阳能电池转换效率与太阳能电池的电极的电阻和电池的材料性能等有关．光伏太阳能电池一般是由一个pn结构成．其等效电路［1］如图1所示，由一个电流为Iph的理想恒流源、一个理想二极管和串联电阻RS、并联电阻Rsh组成．等效的串联电阻Rs和4个因素有关：光伏太阳能电池的表面电阻、体电阻，金属电极与半导体的接触电阻及电极的电阻；而并联电阻Rsh和表面漏电流以及沿着微观裂缝、晶粒间界和晶体缺陷等形成的细小桥路而产生的漏电流［2］有关．串联电阻、并联电阻对太阳能电池的转换效率有很大影响，对于理想电池，串联电阻为0，并联电阻为无限大．串联电阻对短路电流的影响大，而并联电阻对开路电压影响大［3］．本文主要讨论如何从I－V曲线分析光伏太阳能电池的基本参数：等效串、并联电阻，填充因子。

       1 实验过程

       单晶硅晶太阳能电池为云南卓业能源科技有限公司生产，转换效率16．375%．太阳能电池被切为大小不等的5块太阳能电池样品1，2，3，4，5，所对应的面积为3．00，11．50，22．50，37．50，62．50cm2．测试中，太阳能电池样品和测试导线焊接形成欧姆电极．

       所有的I－V曲线都是由电化学工作站CHI660D测得，其测试扫描范围：－0．4～0V，扫描频率：0．02V/s，测量灵敏度：0．01～0．001A/V．样品4进行了不同光强的I－V曲线测试，扫描范围：－0．6～0V，其他实验参数不变．测试光源为一台11W普通台灯，为了保证不同样品测试中光强不变，样品和灯的位置固定不变，同时通过改变电池与台灯间的距离（10～30cm）来调整光强的强弱．整个测试过程中保证了没有其他光源的干扰．

        分析和画图是由Igor绘图软件中进行的

       2 实验结果与分析

       2．1   不同面积太阳能电池样品同一光强下的I－V曲线图2是太阳能电池样品1，2，3，4，5在相同光强下的I－V曲线．图3（a）为样品的短路电流、开路电压和太阳能电池面积的关系图．短路电流和太阳能电池面积成线性比例，这意味着组件的表面电阻、体电阻、接触电阻及金属电极电阻所构成的总串联电池是和组件的面积成线性比例。

       由图2可以得到样品2，3，4，5的开路电压在（0．362±0．019）V，其中样品1的开路电压为0．250V，远小于平均值0．362V．这可能是样品1在切割的时候，由于一些导电的银粉颗粒在器件的边缘形成大量的漏电流，导致开路电压较小．由图3（b）得到的样品1，2，3，4，5的平均填充因子为0．512，其中样品1填充因子最小为0．440，样品4的填充因子最大为0．569．样品1，2，3，4，5的转换效率比为1．0∶2．0∶2．2∶1．9∶2．1．样品1由于开路电压小，导致相应的填充因子和能量转换效率在5个样品中最小。