مدار معادل سلول های خورشیدی سلول خورشیدی می تواند به صورت یک منبع جریان موازی با یک دیود مدل سازی شود. زمانی که هیچ نوری برای تولید جریان وجود ندارد، سلول خورشیدی به عنوان یک دیود عمل می کند. هنگامی که شدت نور تابیده به سلول افزایش می یابد، همانطور که در شکل های قبلی نشان داده شده است، جریانی متناسب با شدت نور ورودی به وسیله سلول خورشیدی تولید می شود. این جریان نوری بین مقاومت متغیر دیود و بار، با نسبتی که بستگی به مقاومت بار و شدت تابش دارد تقسیم می شود. در یک سلول ایده آل، کل جریان I با جریان تولید شده توسط اثر فتوالکتریک، IL ، منهای جریان دیود ، ID ، برابر است. در مدار معادل دقیق تر سلول خورشیدی به جای یک دیود، دو دیود وجود دارد. با این توضیحات و با استفاده از روابط مربوط به سلول خورشیدی می توان رابطه ای کلی به صورت زیر ارائه داد. در این رابطه n ضریب ایده آلی دیود (معمولا بین 1 و 2) و RS و RSH به ترتیب مقاومت های سری و موازی (شنت) را نشان می دهد که در ادامه توضیح داده خواهند شد. همچنین مدار معادل با سلول خورشیدی با استفاده از رابطه بالا به صورت زیر خواهد بود. شکل 1) مدار معادل یک سلول خورشیدی در طی انجام کار در سلول خورشیدی واقعی، بازده سلول بوسیله اتلاف توان در مقاومت های داخلی از جمله مقاومت اتصالات و همچنین از طریق جریان های نشتی در دو طرف قطعه کم می شود. این مقاومت های پارازیتی همانگونه که در شکل بالا نشان داده شده است، می تواند به عنوان یک مقاومت موازی (RSH) و مقاومت سری (RS) مدل سازی شود. برای یک سلول ایده آل، RSH بی نهایت خواهد بود و مسیر دیگری برای انتشار جریان ایجاد نخواهد شد. همچنین برای سلول ایده آل مقاومت RS صفر خواهد بود که در این صورت منجر به کاهش ولتاژ اضافی قبل از بار نخواهد شد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است هنگامی که RSH کاهش می یابد، مقدار VOC افت می کند در حالی که به طور مشابه، افزایش RS باعث کاهش ISC می گردد. در نهایت کاهش مقاومت موازی و افزایش مقاومت سری باعث کاهش ضریب پری (FF) و توان ماکزیمم خواهد بود. شکل 2) اثر افزایش مقاومت سری و کاهش مقاومت موازی روی توان ماکزیمم. (منحنی های بیرونی در هردو حالت برای RS=0 و RSH=∞ است) . مقاومت های سری و موازی را می توان تقریبا از روی شیب منحنی I – V به ترتیب در نقاط VOC و ISC به دست آورد. شکل 3) بدست آوردن مقاومت های سری و موازی از روی منحنی I – V مقاومت سری برخواسته از مقاومت ماده سلول در برابر شارش جریان، مخصوصا از طریق سطح بالایی به اتصالات، و همچنین اتصالات مقاومتی است. مقاومت سری در چگالی جریان های بالا، برای مثال تحت نور متمرکز شده یک مشکل خاص به شمار می رود. مقاومت موازی نیز در اثر نشت جریان از طریق سلول در اطراف لبه های قطعه و بین اتصالات قطب های مختلف ایجاد می شود . |
