Влияние сопротивлений
Характеристическое сопротивление СЭ — это выходное сопротивление СЭ, когда он работает в режиме максимальной мощности.
Если сопротивление нагрузки равно характеристическому сопротивлению СЭ, то вся мощность передается на нагрузку и мощность СЭ максимальна. Этот параметр является одним из важных параметров СЭ, особенно при рассмотрении влияния паразитного сопротивления. Характеристическое сопротивление показано на графике ниже:
Характеристическое сопротивление СЭ равно числу, обратному касательной, показанной выше. Согласно Green характеристическое сопротивление записывается, как:
или:
Справедливость этих уравнений можно показать следующим образом:
Подставляя точку Isc и Voc в это уравнение получим:
Влияние последовательного и параллельного сопротивлений рассматривается на следующих страницах.
Последовательное сопротивление- Контактное сопротивление между полупроводником и металлом
- Сопротивление лицевых и тыльного контактов
Наличие последовательного сопротивления влияет главным образом на коэффициент заполнения. В то же время при достаточно больших значениях последовательного сопротивления уменьшается также и ток короткого замыкания. Влияние последовательно сопротивления на вольт-амперную характеристику показано ниже.
Влияние последовательного сопротивления на коэффициент заполнения. Площадь солнечного элемента равна 1 см2.
Последовательное сопротивление не влияет на СЭ при разомкнутой цепи, так как через СЭ не течет ток и последовательное сопротивление равно нулю. Однако, вольт-амперная кривая сильно зависит от последовательного сопротивления около точки напряжения холостого хода. Отсюда прямо вытекает способ определения последовательного сопротивления из вольт-амперной характеристики: нужно найти наклон кривой в точке напряжения холостого хода.
Уравнение для FF, как функцию последовательного сопротивления, можно получить, отмечая, что для умеренных значений последовательного сопротивления максимальная мощность может быть приблизительно представлена, как мощность при отсутствии последовательного сопротивления минус мощность теряемая на нем. Тогда уравнение максимальной мощности принимает вид:
Введем нормированное последовательное сопротивление:
Получим уравнение, дающее приблизительную зависимость выходной мощности СЭ от последовательного сопротивления.
Учитывая, что напряжение холостого хода и ток короткого замыкания не зависят от последовательного сопротивления, запишем зависимость коэффициента квадратичности от последовательного сопротивления:
В этом уравнении коэффициент квадратичности, не зависящий от последовательного сопротивления, обозначен как FF0, а FF’ назван FFS
Намного более точным является эмпирическое уравнение:
которое справедливо для rs < 0.4 и Voc > 10.