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通過分析實際P2N 結與理想模型之間的差別,建立了P2N 結二極管及太陽能電池的數學
模型;利用Matlab 中的系統仿真模塊庫建立仿真模型,設置參量,求解模型方程并繪制了圖形1 對太陽能電池在一定光照下旁路電阻及串聯電阻取不同數值時對其開路電壓、短路電流及填充因子的影響做了模擬,并與實際測得的硅太陽能電池伏安特性進行了比較1 模型分析與實驗測量的結果表明:等效的旁路電阻和串聯電阻分別影響電池的開路電壓和短路電流1 仿真結果與實驗測量結果一致1
關鍵詞 P2N 結;伏安特性;等效電路模型;太陽能電池
P2N結是許多微電子和光電子器件的核心部分1這些半導體器件的電學特性及光電特性由P2N 結的性質所決定,掌握P2N 結的性質是分析這些器件特性的基礎1 半導體導電是通過兩種載流子的漂移、擴散及產生與復合實現的[1 ]1 由于P2N 結的非線性特性,其電流電壓關系無法通過一個簡單的解析模型來確定1 雖然肖克萊方程給出了理想P2N結的電流電壓關系,但與實際器件的性質差別很大1在實際器件中,由于表面效應、勢壘區載流子的產生及復合、電阻效應等因素的影響,其電流電壓特性只在很小的范圍內接近理想值1 正向電壓增大時, I2V曲線由指數關系轉變為線性關系1 反向電壓增大時,在一定范圍內也是線性關系,反向電壓過大還會發生P2N 結的擊穿1
本文通過一個簡單的電路模型模擬了實際的P2N 結,討論了各實際參量對伏安特性的影響1 并針對太陽能電池在一定光照下其實際參量如旁路電阻和串聯電阻對其開路電壓、短路電流及填充因子的影響,利用計算機對其伏安特性進行建模分析,以獲得接近實際器件的特性1
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