6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
1.3.2. Mô hình một chiều của pin mặt trời
Để phát triển một mạch tương đương chính xác cho một tế bào quang điện, nó liên quan đến cấu hình vật lý của các phần tử của pin mặt trời cũng như đặc tính điện của từng nguyên tố. Theo nguyên tắc này, một số mô hình một chiều của pin mặt trời đã được đề xuất để đại diện cho các tế bào quang điện. Sơ đồ mạch điện thay thế của pin mặt trời khi xét đến các đại lượng tương đương được minh họa trong hình 1.11 [26], [28].
Hình 1.11. Sơ đồ mạch điện tương đương của pin mặt trời
Trong pin mặt trời sự ảnh hưởng trực tiếp của điện trở làm tiêu hao công suất ngay trong nội tại pin và làm giảm hiệu suất của pin. Điện trở nối tiếp Rs
sinh ra do điện trở của vật liệu bán dẫn khối, điện trở các tiếp xúc kim loại -
bán dẫn và của tiếp xúc kim loại - kim loại, trong trường hợp pin mặt trời lý tưởng thì giá trị RS→ 0. Rs tác động trực tiếp làm giảm hệ số lấp đầy FF và cũng có thể làm giảm VOC và JSC khi giá trị của nó quá lớn. Yêu cầu của pin mặt trời là Rs càng nhỏ càng tốt. Có thể xác định Rs thông qua độ dốc tại điểm thế hở mạch VOC trên đường đặc trưng I-V của pin.
V = Vd − RsI (1.6)
Ngoài ra, cần lưu ý đến điện trở ngắn mạch Rsh là điện trở được xác định bởi các tạp chất trong lớp hấp thụ, sự không hoàn hảo của bề mặt cũng như
dòng điện rò bề mặt của pin mặt trời, trong trường hợp lý tưởng Rsh → . Rsh
càng bé thì tổn thất trong pin càng lớn do nó tác động trực tiếp làm giảm VOC
của pin. Có thể xác định Rsh thông qua độ dốc tại điểm dòng điện ngắn mạch ISC trên đường đặc trưng I-V của pin.
IL − Id − Vd
Rsh − I = 0 (1.7)
Các giá trị Rs, Rsh phụ thuộc vào kích thước vật lý của pin mặt trời. Do đó phương trình mô tả sự phụ thuộc của dòng điện vào điện áp và các thông số của pin mặt trời [26], [28]:
I = ISC− I0[exp (qV−IRs
γkBTC) − 1] − V−IRs
Rsh (1.8)
Với:
I0 = J0Sbề mặt là cường độ dòng điện bão hòa γ là hệ số lý tưởng hoá