本文使用太陽(yáng)模擬器研究了溫度對(duì)串、并聯(lián)單晶硅太陽(yáng)能電池電性能的影響。本試驗(yàn)在光照強(qiáng)度550W/cm2持續(xù)光照下測(cè)試了單個(gè)、串聯(lián)、并聯(lián)單晶硅太陽(yáng)能電池在25-60℃范圍內(nèi)的電性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電性能參數(shù)開(kāi)路電壓、最大功率、填充因子、效率都隨著溫度的升高而降低，僅有短路電流會(huì)隨著溫度的升高而升高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：串、并聯(lián)晶硅太陽(yáng)能電池遵從基爾霍夫定律且溫度對(duì)太陽(yáng)能電池的電性能有很大影響。

1、引言

太陽(yáng)能作為一種易利用、成本低、清潔能源，將會(huì)成為未來(lái)世界基礎(chǔ)能源之一。太陽(yáng)能也是一種可再生、低碳能源，可量測(cè)且技術(shù)成熟，可以滿足全球?qū)Σ粩嗌仙秒娏康男枨?。在太?yáng)能技術(shù)中，太陽(yáng)光伏技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，全球0.87%的用電是由太陽(yáng)能發(fā)電供應(yīng)的。太陽(yáng)能電池是光伏能量系統(tǒng)中最重要的一部分，根據(jù)光生伏特效應(yīng)太陽(yáng)能電池可以直接把光能轉(zhuǎn)換成電能。硅是一種生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的重要原材料，例如光伏行業(yè)使用的多晶硅。硅太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能的一部分，在光伏技術(shù)領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。單晶硅技術(shù)發(fā)展快，具有可滿足社會(huì)能源需求的潛力。由于單晶硅太陽(yáng)能電池維護(hù)成本低、可靠性高、無(wú)噪音、綠色環(huán)保，單晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)展快、應(yīng)用廣。太陽(yáng)能電池的電性能受光強(qiáng)、追蹤角、電池溫度等環(huán)境因素的影響。太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率范圍為5%-18%。非晶硅電池的效率最低，單晶硅電池的效率最高。以額定工作溫度為基礎(chǔ)，電池效率受溫度影響較大，根據(jù)電池生產(chǎn)商供應(yīng)的說(shuō)明書(shū)，電池的正常工作溫度為45℃±2℃。溫度是影響電池質(zhì)量和電性能（開(kāi)路電壓、短路電流、最大功率、填充因子、效率）的重要因素。電流電壓特性符合公式：

公式中I0反向飽和電流，q電子電荷，n二極管理想因子，K玻爾滋曼常數(shù)，T溫度，Rs串阻，Rsh并阻，IL光生電流。

Radziemska研究報(bào)道了溫度對(duì)硅太陽(yáng)能電池和二極管的正向暗電流電壓特性的影響。他發(fā)現(xiàn)在持續(xù)100mA正向電流條件下，太陽(yáng)能電池和二極管正向電壓隨溫度的變化率為-2mV/K、1mA/K。Cuce等人研究了光強(qiáng)、溫度對(duì)光伏太陽(yáng)能電池參數(shù)的影響。Ghitas研究了入射太陽(yáng)輻射光譜變化強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)能電池電性的影響，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能光譜向紅外方向移動(dòng)，組件電性能變差。Lin等人使用分?jǐn)?shù)階增量電導(dǎo)法測(cè)試了光伏陣列的最大功率。Khan等人開(kāi)發(fā)了一種分析方法在強(qiáng)光照下以太陽(yáng)能電池指數(shù)模型為基礎(chǔ)利用單個(gè)二極管的I-V曲線可以計(jì)算出二極管參數(shù)（串阻、并阻、理想因子、反向飽和電流）。Taguchi等人通過(guò)改變非摻雜非晶硅薄層的厚度深入研究了溫度對(duì)本征薄層異質(zhì)結(jié)（HIT）電池的影響。三洋公司Mishima等人也指出了HIT太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀。

盡管有文獻(xiàn)綜述說(shuō)明了溫度是影響單晶硅太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要因素。但沒(méi)有相關(guān)溫度對(duì)串、并聯(lián)電池電性能影響的研究。因此，本文研究了溫度對(duì)串、并聯(lián)單晶硅太陽(yáng)能電池電性能的影響。本次試驗(yàn)使用太陽(yáng)模擬器在光照強(qiáng)度550W/cm2持續(xù)光照下測(cè)試單個(gè)、串聯(lián)、并聯(lián)單晶硅太陽(yáng)能電池在25-60℃范圍內(nèi)的電性能并計(jì)算出開(kāi)路電壓、短路電流、最大功率、填充因子和效率等參數(shù)。我們計(jì)算并詳細(xì)討論了各個(gè)參數(shù)的溫度系數(shù)。