基于太阳能光伏电池电流特性的探析

侯宏云

（滁州职业技术学院 安徽 滁州 239000）

引言

太阳电池的基本工作原理是基于半导体的光伏特性，其核心组成部分是PN 结。PN 结的形成是通过扩散作用将P 型半导体（杂质为三价元素硼、铝等，多子是空穴，少子为自由电子）与N 型半导体（杂质为五价磷、砷、锑等，多子是自由电子，少子是空穴）制作在同一块半导体的基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区即PN结，该空间电荷区也形成一种能量势垒即PN 结的内建电场，此电场方向由N 区指向P 区。同时PN 结也将被分成薄层（N 区）耗尽层（PN 结）和体区（P 区）。在光照或是无光照的条件下PN 结内部会有不同方向的电流产生，这些电流对太阳电池的出力、太阳电池的光电转换效率以及太阳电池的质量品质都将产生重要的影响。

一、太阳电池内的暗电流

（一）光伏电池暗电流的形成因素

半导体PN 结的暗电流是指在没有光照的条件下，给PN 结加反偏电压（N 区接电源正极，P 区接电源负极）时产生的反向电流。因为加在PN 结上的反向电压使得PN 结的空间电荷区变宽，内建电场变大，电子的电势能增加，使得P 区和N 区的多数载流子就很难越过内建电场，多子的扩散电流几乎为零。随着内建电场的增加，N 区和P 区中的少子漂移运动更加容易，暗电流的产生不可避免。对单纯的PN 结而言，暗电流可以认为是PN 结加反向电压时所产生的反向电流。并且反向电压在较大范围内变化时，反向电流的数值变化范围都很小，大部分情况下认为是不变的，所以习惯把反向电流称之为反向饱和电流。……