根据薄层电阻率,发射极电阻引起的功率损耗可以计算为顶部接触中排线间距的函数。然而,电流在发射极中流动的距离并不是恒定的。电流可以从靠近排线的基极收集,因此只有很短的距离流向排线,或者,如果电流进入排线之间的发射极,则这种载流子的电阻路径的长度为网格间距的一半。
dy 部分的增量功率损耗由下式给出:
$$d P_{\text {loss}}=I^{2} d R$$
微分电阻由下式给出:
$$d R=\frac{\rho}{b} d y$$
其中
ρ 是薄层电阻率,单位为 Ω/sqr
b 是沿着排线的距离;和
y 两个网格排线之间的距离,如下所示。
电流还取决于 y,I(y) 是横向电流,在均匀照明下,横向电流在光栅线之间的中点处为零,并在光栅线处线性增加至最大值。电流方程为:
$$I(y)=J b y$$
其中
J 为电流密度;
b 是沿着排线的距离;和
y 两个网格排线之间的距离,如上所示。
因此,总功率损耗为:
$$P_{loss}=\int I(y)^{2} d R=\int_{0}^{S / 2} \frac{J^{2} b^{2} y^{2} \rho_{\square} d y}{b}=\frac{J^{2} b \rho_{\square} S^{3}}{24}$$
其中
S 是网格线之间的间距。
在最大功率点,产生的功率为:
$$P_{g e n}=J_{M P} b \frac{S}{2} V_{M P}$$
功率损耗部分由下式给出:
$$P_{\% \text { lost }}=\frac{P_{\text {loss}}}{P_{\text {gen}}}=\frac{\rho_{\mathrm{D}} S^{2} J_{M P}}{12 V_{M P}}$$
由此,可以计算顶部接触网格的最小间距。例如,对于典型的硅太阳能电池,其中 ρ = 40 Ω/sq、Jmp = 30 mA/cm2、Vmp = 450 mV,为了使发射极功率损耗小于 4%,排线间距应小于 4毫米。