關于太陽能電池陣模擬器的設計

　　2.2 雙指數模型

　　在單指數模型中，在不同的電壓范圍內，決定IVD 的因素也不同。當電壓較高時，IVD 主要由電中性區的注入電流決定；當電壓較低時，IVD 主要由空間電荷區的復合電流決定。為了提高模型精度，可以綜合考慮這兩種情況，在等效電路中用兩個參數不同的二極管來產生這兩個電流，如圖3 所示。

　　兩個二極管產生的暗電流IVD1，IVD2 可分別表示成一個指數式的形式，這就是雙指數太陽能電池理論模型，其表達式為：

　　式中

　　I01，A1———電中性區的飽和電流及完整性因子

　　I02，A2———空間電荷區的飽和電流及完整性因子

　　該模型不僅考慮了Rs 和Rsh 對太陽能電池性能的影響，而且用指數的形式概括地表示了不同機制下產生的IVD，并將不同電壓范圍內的IVD 決定因素也考慮在內，因而具有更高的精度。

　　2.3 工程應用的模型

　　上述單指數和雙指數模型是基于物理原理的最基本的解析表達式，已被廣泛應用于太陽能電池的理論分析中。但由于表達式中的參數，包括Iph，I0（或I01，I02），Rs，Rsh 和A（或A1，A2）與電池溫度和日射強度都有關，確定起來十分困難，因此不便于工程應用，在太陽能電池供應商向用戶提供的技術參數中也不包括這些參數。

　　工程用模型強調的是實用性與精確性的結合。

　　實際應用中，在設計各種系統時，考慮到數字仿真和模擬時的動態反應速度及計算工作量，必須盡可能在工程精度允許的條件下簡化模型。

　　工程用太陽電池的模型通常要求僅采用供應商提供的幾個重要技術參數，如短路電流Isc、開路電壓Uoc、最大功率點電流Im、最大功率點電壓Um、最大功率點功率Pm，就能在一定的精度下復現陣列的特性，并便于計算機分析。

　　鑒于單指數模型已足以精確描述太陽能電池的伏安特性，下面將在單指數模型的基礎上，通過忽略（U+IRs）/Rsh 項和設定Iph=Isc，得到工程實用的太陽能電池模型。忽略（U+IRs）/Rsh 項，是因為在通常情況下Rsh 較大，有幾百到幾千歐，該項遠小于光電流；設定Iph=Isc，是因為在通常情況下Rs 遠小于二極管正向導通電阻。

　　此外，定義：

　　①開路狀態下，I=0，U=Uoc；

　　②最大功率點時，U=Um，I=Im。