Jsc-Voc

J_SC V_OC 曲线1 是在没有串联电阻的情况下查看 IV 曲线的一种有价值的方法。为了追踪 J_SC V_OC 曲线，需要改变电池上的光照，并在每个光照级别测量电池 J_SC 和 V_OC。串联电阻没有从电池中汲取电流，因此对 V_OC 没有影响，串联电阻上也没有点压下降。因为 IV 曲线在 J_SC 周围平坦，所以只要串联电阻小于 10 Ωcm2，它对 J_SC 的影响就很小，如串联电阻页所示。

下图中的模型电池在一个太阳下的 J₀ 为 1e-13 A/cm²，J_SC 为 35 mA/cm²，V_OC 为 682 mV。为了突出对 J_SCV_OC 曲线的影响，串联电阻具有 2 ohm cm² 的较高值，而分流电阻具有 1000 ohm cm² 的较低值。

移动滑块将太阳能电池上的光照度从 0.01 个太阳更改为 1 个太阳，并绘制出 J_SCV_OC 曲线。 J_SC随光强度呈线性变化，V_OC随光强度呈对数变化。

上面的两张图说明了如何进行 J_SCV_OC 测量，下面的两张图显示了测量的用途。

图 1 显示了我们比较熟悉的单太阳光照 IV 曲线，用蓝线作为参考。当滑块设置为一太阳照明时，J_SC 和 V_OC 值位于1个太阳曲线上。更改照明会给出一对新的 J_SCV_OC 值，然后将其绘制在其他图表上。

图 2 是 J_SCV_OC 测量结果的直接绘图。 J_SCV_OC 与暗 IV 非常相似，只是串联电阻会影响暗 IV 曲线，但不会影响 J_SCV_OC 曲线。分流电阻会影响暗 IV 和 J_SCV_OC 的测量。

移动滑块会改变太阳能电池上的光照并描绘出 J_SCV_OC 曲线。上文中有关于每个图的更多详细信息。重新加载页面以重置图表。单击图表即可获取数据。

图 3 显示了与图 1 中相同的光照 IV 曲线，用蓝线表示。但是，我们现在绘制的是 J_SC 减去 J_SC 与 V_OC 的单太阳值，而不是绘制 Jsc。结果是伪 IV 曲线，与光照 IV 曲线相同，但没有串联电阻的影响。

$$pseudo J = J_{SC} @1sun - J_{SC}$$

将光照 IV 曲线与 J_SCV_OC 进行比较即可得出串联电阻。

$$R_{SERIES} =\frac{\Delta V}{J}$$

图 4 与图 2 非常相似，但以半对数刻度绘制。 J_SCV_OC 曲线在半对数图上在高电压下呈线性。在较低电压下，分流电阻的影响会导致暗 IV 和 J_SCV_OC 曲线出现大幅凸起。

J_SCV_OC 的问题

J_SCV_OC 在现有设备上很容易实现，因为太阳能电池本身可以测量光强度，但它确实存在一些挑战：

• 每个照明级别都需要在 IV 曲线上两个截然不同的点进行测量，并且在 J_SC 和 V_OC 之间切换具有挑战性。通常，测量每次照明下的整个 IV 曲线并仅保留 J_SCV_OC 值更为容易。
• V_OC 取决于温度，当光照变化时，电池或组件的温度可能会发生很大变化。即使在测试金属块上，保持电池温度恒定或足够快地进行 J_SC 和 V_OC 测量以使温度不发生变化也十分具有挑战性。另一种方法是校正温度变化。
• 如果串联电阻较高，J_SC 会随光照变化。高串联电阻在研发阶段的电池中尤其常见。
• 虽然在 V_OC 时外部电流为零，但可能存在较大的内部电流。例如，局部分流可能会从周围区域产生相当大的电流，从而导致整个太阳能电池的 V_OC 发生变化。

下一页讨论的 SunsV_OC 技术在很大程度上解决了前三点。

• 1. M. Wolf and Rauschenbach, H., “Series Resistance Effects on Solar Cell Measurements”, Advanced Energy Conversion, vol. 3, 1963.