光伏組件的伏安特性曲線

組件的伏安特性曲線。太陽能電池組件的輸出功率等于輸出電壓乘以工作電流。大部分I-U曲線是在標準測試條件（STC)下測得的。這條I-U曲線包括三個重要的點：功率點（UMP×IMP)，開路電壓點（UOC）和短路電流點（Isc）。當組件的溫度高于標準工作溫度25℃時，組件效率下降，主要表現(xiàn)在開路電壓下降。隨著溫度的升高，伏安特性曲線的形狀基本不變，但是整個向左平移表明開路電壓隨著溫度的升高而降低。

通常，晶體娃太陽電池組件是由單體太陽電池串聯(lián)組成的，理想條件下，組件的輸出電壓是各電池電壓之和，組件的輸出電流由輸出電流的來決定，因此晶體硅太陽電池組件的等效電路也可以用此圖表示。為了確保每個太陽電池組件所用電池單片的電性能一致性良好，在組件制造時，要對電池片性能進行分選，不允許將電性能差異大的電池片串聯(lián)在同一塊組件中，為了組件外觀美觀，通常在組件制造時對電池片的色差也要進行分選。

光伏電池的數(shù)學(xué)模型：

在光照強度和環(huán)境溫度一定時，光伏電池既非恒壓源，也非恒流源，也不可能為負載提供任意大的功率，是一種非線性直流電源。其等效電路如圖1所示[1,3]。圖1中，UJ為PN結(jié)電壓，Id為光伏電池在無光照時的飽和電流，Id=Io{EU IRS) nKT-1}.一個理想的太陽能電池，由于串聯(lián)電阻RS很小，旁路電阻Rsh很大，所以在進行理想電路的計算時，它們均可忽略不計。由圖1的太陽能光伏電池等效電路得出：I=Iph-I0[eq(U IRS) nKT -1]- U IR R s sh(1)式中，I為光伏電池輸出電流;I0為PN結(jié)的反向飽和電流;Iph為光生電流;U為光伏電池輸出電壓;q為電子電荷，q=1.6伊10-19 C;k為波爾茲曼常數(shù)，k=1.38伊10-23 J/K;T為熱力學(xué)溫度;n為N結(jié)的曲線常數(shù);Rs，Rsh為光伏電池的自身固有電阻。