串联电阻

除了最大化吸收和最小化复合之外,设计高效太阳能电池的最终必要条件是最小化寄生电阻损耗。分流和串联电阻损耗都会降低太阳能电池的填充因子和效率。分流电阻过低是一种加工缺陷,而不是设计参数。然而,对于需要串联电阻,需要针对各种类型和尺寸的太阳能电池结构仔细设计顶部接触设计和发射极电阻控制,以优化太阳能电池效率。

太阳能电池的串联电阻由多个组件组成,如下图所示。在这些组件中,发射极和顶部栅线(由排线电阻和主栅线电阻组成)在整体串联电阻中占主导地位,因此需要在太阳能电池设计中得到重点优化。

resistance components

太阳能电池中的电阻元件和电子流。

solar_cell_with_fingers_and_busbars.png
下页使用的太阳能电池尺寸。主栅线垂直排列,更细的排线水平排列。电流沿着排线流向最近的主栅线,因此排线的长度是主栅线间距的一半。

顶部触点的功率损耗是多个分量的总和。

Ploss.total = Pfingers + Pemitter + Pcontact + Pbusbars + Pshading.

除阴影遮挡部分外,其他都表现为近似电阻性。表达顶部接触网格中的功率损耗的方式略有不同:要么作为功率损耗,要么作为串联电阻,并且这两个术语可以是总的、部分的或每单位面积的。结果相同,但公式略有不同。以下几页使用每个元件的功率损耗部分以及对串联电阻的贡献。