[发明专利]一种提取太阳电池参数的解析方法

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳电池参数的提取技术领域，具体涉及一种提取太阳电池参数的解析方法。

背景技术：

太阳电池参数（指光生电流，反向饱和电流，理想因子，并联电阻和串联电阻）提取技术得到光伏领域广泛研究，因为这些参数是衡量太阳电池品质优劣的重要依据，是衡量其光电转化效率的具体指标。但是包含以上参数的太阳电池电流输出方程是一个超越方程，无法解析求出各参数。为了解决这个问题，人们提出来各种太阳电池参数提取方法 [（查珺 等，太阳能学报，2007.28（9）：992），（刘锋 等，光电子#激光,2010.21(8):1181），（肖文波 等，光电子#激光,2012.23(9):1681），（Chunfu Zhang et al.， Journal of applied physics,2011.110：064504）]。所有方法追求的目标是快速且高精度的提取太阳电池参数。

所以，在此，我们提出一种基于太阳电池电流输出方程及其一阶微分求导方程的基础上，利用太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件，结合太阳电池在短路情况、开路情况和最大功率点处的极值表述，建立求解太阳电池光生电流，反向饱和电流，理想因子，并联电阻和串联电阻5个电性参数的封闭代数方程组，来提取太阳电池参数的新方法。

  

发明内容:

本发明的目的是提供一种提取太阳电池参数的解析方法，它依靠光照下太阳电池单条伏安特性曲线，实现快速且较高精度的提取太阳电池参数。

本发明是通过以下技术方案实现的，方法步骤为：

（1）            测量太阳电池光照下的伏安特性曲线；

（2）            结合太阳电池在短路情况、开路情况和最大功率点处的极值表述，建立太阳电池电流输出方程及其一阶微分求导方程的5个封闭代数方程组，解出太阳电池光生电流，反向饱和电流，理想因子，并联电阻和串联电阻5个电性参数，并获得计算时间；

（3）    将上述5个电性参数代入太阳电池电流输出方程，全局拟合光照下的伏安特性曲线，获得拟合误差。

所述步骤（1）中，测试环境为光照下，测试温度为室温。

所述步骤（2）中，建立太阳电池电流输出方程的一阶微分求导方程过程中，利用了根据太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件。

所述步骤（3）中，全局拟合光照下的太阳电池伏安特性曲线，获得拟合误差。

根据太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件，那么短路情况下太阳电池电流输出方程的一阶微分求导方程为：

                                              （1）

根据太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件，那么开路情况下太阳电池电流输出方程的一阶微分求导方程为：

                          （2） 

根据太阳电池光生电流远大于反向饱和电流，太阳电池并联电阻远大于串联电阻以及太阳电池光生电流近似等于负的短路电流3个边界条件，那么最大功率点极值处太阳电池电流输出方程的一阶微分求导方程为：

                          （3）

短路情况下太阳电池电流输出方程为：

              （4）

开路情况下太阳电池电流输出方程为：

        （5）

以上公式中是短路情况下（输出电压为零时）太阳电池电压对电流的一阶微分求导值，是太阳电池并联电阻，是开路情况下（输出电流为零时）电压对电流的一阶微分求导值，是太阳电池串联电阻，是太阳电池理想因子，是太阳电池室温下热电压常数，是太阳电池短路电流，是太阳电池开路电压，是太阳电池最大功率点处的电压，是太阳电池最大功率点处的电流，是太阳电池光生电流，是太阳电池反向饱和电流。