电池片面积换算/效率换算

单晶硅片面积

单晶电池片形状是通过使用直拉法形成的圆柱形硅棒，经过切割后生成。单晶硅片面积计算思路，即硅片原始的圆形面积减去四边弧形（硅片加工时被切割去除,即图例中阴影部分）面积得出。计算过程如下。

1、参数设定。

（1）设圆形硅片直径为d,即经过切割后硅片对角线长度；

（2）设硅片经过切割后，对径长度为L，即若M156*156硅片，L=156.

(3)  设硅片单边被切割去的弧形面积为S1，设硅片单边被切割去的弧形对应扇形面积为S2，设扇形内部由硅片圆形两半径组成的等腰三角形面积为S3，

2、公式计算。

S=π*（d/2）2-4* S1

=π*（d/2）2-4*( S2- S3)

= π*（d/2）2- 4*﹛ (n*π*(d/2)2/360-(2*)*(L/2)/2﹜

其中，

S，为单晶硅片面积，适用于单晶任意对径硅片。

S1= S2- S3;

S2=  n*π*R2/360,n为弧长对应的圆心角n=2*arcos(L/d)，R=（d/2）;

S3=(2*)*(L/2)/2;(为等腰三角形OAC的面积S3=AC*OB/2)

3、效率换算

Uoc（或Voc）:开路电压

Isc：短路电流

Eat：效率

Rs：串联电阻（也叫内电阻）

Rsh：并联电阻

FF：填充因子

Pmpp：最大功率

Umpp：最大功率点电压

Impp：最大功率点电流

Irev1：反向电流1(-10V)

Irev2：反向电流2(-12V)

Ncell：转换效率

光强单位：W/m²

在所有参数中，只有电压和电流是测量值，其他参数均是计算值。

Pmpp为在I-V曲线上找一点，使该点的电压乘以电流所得最大，该点对应的电压就是最大功率点电压Umpp，该点的电流就是最大功率点电流Impp

Rs是在光强在1000W/m²和500W/m²下所得最大功率点的电压差与电流差的比值，只是一个计算值，所以有时候会出现负值的情况。很多公司以小于0.0035Ω作为卡控标准，如果超出0.0035Ω会被卡出，因为单片串阻高，在整块组件中影响其他电池片的电流，从而降低整块组件的功率。

Rsh为暗电流曲线下接近电流为0时曲线的斜率；

Irev1为电压为-10V时的反向电流；

Irev2为电压为-12V时的反向电流；

Rs和Rsh决定FF，Rsh和Irev1、 Irev2有对应的关系，计算公式如下：

Ncell= Pmpp/S（硅片面积）*光强  

Pmpp= Umpp*Impp= Uoc*Isc*FF

FF=（Umpp*Impp）/（Uoc*Isc）

ETA=((Uoc*Isc)*（Umpp*Impp）/（Uoc*Isc）)/W*S（硅片面积）

正常测试温度为25±2℃，随着温度的升高，开路电压急剧降低，短路电流略微增大，整体转换效率降低；   

正常光强为1000±50W/m²，随着光强的降低，开路电压略微降低，短路电流急剧下降，整体转换效率降低。

测试分选参数：

1、开路电压：

在一定的温度和辐照度条件下，太阳电池在空载情况下的端电压，用Voc表示，PN结开路，即I=0，此时PN结两端的电压即为开路电压。将I=0代入伏安特性方程得：KTln(IL/IS+1)/q。太阳电池的开路电压与电池面积大小无关。太阳电池的开路电压与入射光谱辐照度的对数成正比。

2、短路电流：

在一定的温度和辐照条件下，太阳电池在端电压为零时的输出电流，通常用Isc来表示。将PN结短路（V=0），因而IF=0，这时所得的电流为短路电流Isc，显然有：Isc= IL ，Isc与太阳电池的面积大小有关，面积越大， Isc越大。Isc与入射光的辐照度成正比。

3、最大功率点：

在太阳电池的伏安特性曲线上对应最大功率的点，又称最佳工作点。

4、最佳工作电压：

太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电压。通常用Vm表示

5、最佳工作电流：

太阳电池伏安特性曲线上最大功率点所对应的电流。通常用Im表示

6、转换效率：

受光照太阳电池的最大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比。 η= Vm Im / At Pin其中Vm和Im分别为最大输出功率点的电压和电流，At为太阳电池的总面积，Pin为单位面积太阳入射光的功率。

7、填充因子：

太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比，通常用FF表示：FF = ImVm/ IscVoc

IscVoc是太阳电池的极限输出功率，ImVm是太阳电池的最大输出功率，填充因子是表征太阳电池性能优劣的一个重要参数。

8、电流温度系数：

在规定的试验条件下，被测太阳电池温度每变化1℃ ，太阳电池短路电流的变化值，通常用α表示。对于一般晶体硅电池 α= + 0.1%/℃。

9、电压温度系数：

在规定的试验条件下，被测太阳电池温度每变化1℃ ，太阳电池开路电压的变化值，通常用β表示。对于一般晶体硅电池 β = - 0.38%/℃。

来源：光伏起点