بيت » Solar Cell Equivalent Circuit Model

Solar Cell Equivalent Circuit Model

1950

A solar cell can be modeled by an equivalent electrical circuit. The simplest model includes a current source representing the photogenerated current ([latex]I_L[/latex]), in parallel with a diode representing the p-n junction. A more accurate model adds a parallel shunt resistance ([latex]R_{sh}[/latex]) for leakage currents and a series resistance ([latex]R_s[/latex]) for contact and bulk material resistance.

The equivalent circuit model is a powerful tool for understanding and analyzing the electrical behavior of a solar cell. It abstracts the complex semiconductor physics into a simple circuit diagram with a few key components. The core of the model is an ideal current source that produces a current, [latex]I_L[/latex], directly proportional to the incident light intensity. This represents the generation of electron-hole pairs by photons.

In parallel with this current source is a diode. This diode models the behavior of the p-n junction itself. In the dark, the solar cell is just a diode, and its current-voltage (I-V) characteristic follows the ideal diode equation. When illuminated, some of the photogenerated current is shunted through this internal diode, a process known as recombination, which does not contribute to the output current. The total output current [latex]I[/latex] is therefore the photogenerated current minus the diode current: [latex]I = I_L – I_D[/latex].

For a more realistic representation, two parasitic resistances are added. A series resistance, [latex]R_s[/latex], accounts for the resistance of the metal contacts, the emitter, and the bulk semiconductor material. It causes a voltage drop that reduces the terminal voltage and the fill factor. A shunt resistance, [latex]R_{sh}[/latex], is placed in parallel with the diode and current source. It represents leakage paths for the current across the p-n junction, often due to التصنيع defects. A low shunt resistance provides an alternate path for the photogenerated current, reducing the current delivered to the load. The governing equation for this single-diode model is: [latex]I = I_L – I_0 \left[ \exp\left(\frac{V+IR_s}{n k_B T/q}\right) – 1 \right] – \frac{V+IR_s}{R_{sh}}[/latex], where [latex]I_0[/latex] is the diode saturation current and [latex]n[/latex] is the ideality factor.

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electronics

النوع

Abstract System

Disruption

Substantial

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • development of diode theory (shockley diode equation)
  • ohm’s law
  • kirchhoff’s circuit laws
  • invention of the p-n junction solar cell

التطبيقات

  • predicting solar cell performance under varying conditions
  • characterizing solar panels in manufacturing (i-v curve tracing)
  • designing maximum power point tracking (mppt) algorithms
  • simulating the behavior of large photovoltaic arrays

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: equivalent circuit, solar cell model, series resistance, shunt resistance, diode, photocurrent, i-v curve, fill factor

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Historical Context

(if date is unknown or not relevant, e.g. "fluid mechanics", a rounded estimation of its notable emergence is provided)

Related Invention, Innovation & Technical Principles

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً