暗IV测试

由于太阳能电池将光能转化为电能,因此在黑暗中测量光伏电池似乎很奇怪。然而,暗 IV 测试对于检查二极管特性非常有价值。在光照下,光强度的微小波动会给系统带来相当大的干扰,使其难以再现。暗 IV 测试通过电气方式而不是通过光生方式将载流子注入电路。在大多数情况下,两者是等效的,并且暗 IV 测试可提供有关电池的额外信息以用于检测目的。即使在没有干扰的情况下,比较亮光和暗光 IV 曲线也能获得大量信息。

黑暗中的太阳能电池是一个大的扁平二极管。简单的暗 IV 测量可产生二极管特有的指数曲线。

带有线性刻度的暗 IV 曲线。看起来很像另一个指数曲线。

电流与电压的线性图只揭示了有关二极管很少的信息,但半对数图可揭示更多信息。

与上面相同 IV 曲线的半对数图揭示了有关二极管的更多信息。 IV 曲线的不同区域由不同的损耗机制主导。

PERL 电池的暗 IV 测试。虽然该电池的 Voc 达到创纪录的 702 mV,但填充因子仅为 0.81,低于早期电池的 0.83。此外,没有证据表明存在寄生串联或并联电阻。暗 IV 测量显示出一条不寻常的曲线,其中 J0 发生变化,这可以通过后表面处的复合速度变化来解释 1

暗 IV 测试的局限性

太阳能电池分析中暗 IV 曲线的使用依赖于叠加原理。也就是说,在没有电阻效应的情况下,亮IV曲线是由光生电流移动的暗IV曲线。虽然对于大多数电池来说都是如此,但并非毫无例外

第二个问题是,在暗 IV 测试中,电流沿相反方向流动,并且电流路径不同。电流路径的变化导致暗测量中的串联电阻低于光照测量中的串联电阻。

 

光照下和黑暗下电流路径的比较。在这两种情况下,电流是相同的。在黑暗的情况下,电流流入电池,而在照明的情况下,电流从电池流出。由于在黑暗情况下,大部分电流穿过触点下方的结,因此其串联电阻比光照情况下低。 (将鼠标移到图像上可查看暗电流流动)