[发明专利]一种太阳能电池参数提取的方法

说明书

本发明提供了一种太阳能电池参数提取的方法，包含以下步骤：1)根据基尔霍夫电流定律得到理想的单二极管太阳能电池等效电路的电流电压特性方程，建立太阳能电池单二极管模型；2)利用半导体测试仪测出太阳能电池的I～V曲线，并结合单二极管模型中I～V曲线获得参数开路电压V_oc、短路电路I_sc来提取未知参数并联电阻R_sh；3)通过引入临时参数R_so、n_o并进行多次迭代计算来确定未知参数串联电阻R_s、理想因子n；4)通过上述所求得参数值带入公式变形中求未知参数光电流I_ph、反向饱和电流I₀。

技术领域

本发明属于太阳能电池评估技术领域，特别涉及一种太阳能电池参数提取的方法。

背景技术

由于环境污染的日益严重以及化石燃料的日益枯竭，对可再生能源的研究称为各国关注的重点。太阳能因其资源丰富、清洁无污染等优势，称为国际认可的理性代替能源。光伏发电系统的核心，称为国内外学者研究的热点。光伏电池是光伏发电系统的核心。合适的光伏电池模型对于光伏测试仪的设计与制造，以及电池系统的评估具有重要的意义。然而现有的算法存在缺陷，并联电阻R_sh通常被忽略，且采用“不同的照度级别方法”也会使提取参数有误差，因此需要开发一种广泛适用的方法来确定太阳能电池的单个IV曲线的所有参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能电池参数提取的方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能电池参数提取的方法，包括以下步骤：

步骤一，根据基尔霍夫电流定律得到理想的单二极管太阳能电池等效电路的电流电压特性方程，建立太阳能电池单二极管模型；

步骤二，利用半导体测试仪测出太阳能电池的I～V曲线，并结合单二极管模型中I～V曲线获得参数：开路电压V_oc、短路电路I_sc，来提取未知参数并联电阻R_sh；

步骤三，通过引入临时参数R_so、n_o并进行多次迭代计算来确定未知参数串联电阻R_s，以及理想因子n；

步骤四，通过上述所求得参数值带入公式变形中求未知参数光电流I_ph，以及反向饱和电流I₀。

进一步的，步骤一中，理想的单二极管太阳能电池等效电路的电流电压特性方程建立单二极管模型：

其中：V为太阳能电池实时输出的电压值，单位为V；I为太阳能电池实时输出的电流值，单位为A；I_ph为太阳能电池的光生电流值，单位为A；I₀为太阳能电池中二极管的反向饱和电流，单位为A；q为电子电荷；n为二极管的理想因子；k为波尔兹曼常数；T为太阳能电池的温度；R_s和R_sh分别为太阳能电池等效的串联电阻和并联电阻。

进一步的，步骤二中提取未知参数，包括如下步骤：

首先假设有

对于公式(1)进行微分-dV/dI，则有

令V＝0，I＝I_sc，-dV/dI应用于短路，则

令V＝V_oc，I＝0,-dV/dI应用于开路，则