ویژگی های الکتریکی سلول های خورشیدی تک کریستالی نقش مهمی در تعیین کارایی کلی آنها در تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی دارد. در اینجا چندین ویژگی الکتریکی کلیدی و سهم آنها در کارایی سلول های خورشیدی تک کریستالی آورده شده است:
ولتاژ مدار باز (VOC):
VOC نشان‌دهنده حداکثر ولتاژی است که یک سلول خورشیدی می‌تواند زمانی که جریانی از آن عبور نمی‌کند (یعنی زمانی که مدار باز است) تولید کند.
مقادیر بالاتر VOC عموماً مطلوب است، زیرا به بازده کلی سلول خورشیدی کمک می کند.
جریان اتصال کوتاه (ISC):
ISC حداکثر جریانی است که یک سلول خورشیدی می تواند در زمانی که ولتاژ در پایانه های آن صفر است (یعنی زمانی که مدار کوتاه است) ارائه دهد.
مقدار ISC بالاتر به افزایش توان خروجی و در نتیجه راندمان بیشتر کمک می کند.
ضریب پر کردن (FF):
ضریب پر شدن یک پارامتر بدون بعد است که مشخص می کند یک سلول خورشیدی چگونه نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. این نسبت حداکثر نقطه توان به حاصلضرب VOC و ISC است.
ضریب پر شدن بالا نشان دهنده تبدیل توان کارآمد است و به بازده کلی کمک می کند.
حداکثر نقطه توان (Pmax):
نقطه حداکثر توان ترکیبی از ولتاژ و جریان است که در آن یک سلول خورشیدی حداکثر توان الکتریکی را تولید می کند.
دستیابی و حفظ نقطه حداکثر توان بالا برای به حداکثر رساندن راندمان بسیار مهم است.
کارایی (%):
راندمان کلی یک سلول خورشیدی تک کریستالی، نسبت توان الکتریکی خروجی به توان نور خورشید است. به صورت درصد بیان می شود.
مقادیر بالاتر بازده نشان می دهد که نسبت بیشتری از نور خورشید به نیروی الکتریکی قابل استفاده تبدیل می شود.
مقاومت شانت (Rsh) و مقاومت سری (Rs):
مقاومت شنت (Rsh) نشان دهنده مقاومت موازی با سلول خورشیدی است و مقاومت سری (Rs) نشان دهنده مقاومت سری با سلول خورشیدی است.
مقادیر کمتر Rsh و Rs مطلوب هستند، زیرا تلفات انرژی را به حداقل می‌رسانند و به حفظ سطح ولتاژ و جریان بالاتر کمک می‌کنند.
ضریب دما:
ضریب دما چگونگی تغییر ویژگی های الکتریکی سلول خورشیدی با دما را مشخص می کند.
ضریب دمای پایین تر ترجیح داده می شود، زیرا نشان دهنده تخریب کمتر در عملکرد با افزایش دما است که به بازده پایدارتر کمک می کند.
انرژی باندگپ:
انرژی شکاف باند مواد نیمه هادی مورد استفاده در سلول خورشیدی، تعیین کننده انرژی فوتون های قابل جذب است. این به نوبه خود بر ولتاژ تولید شده توسط سلول تأثیر می گذارد.
انتخاب مناسب فاصله باند برای به حداکثر رساندن راندمان تبدیل انرژی ضروری است.
پاسخ به طول موج های مختلف:
توانایی سلول خورشیدی برای پاسخگویی موثر به طیف گسترده ای از نور خورشید، از جمله طول موج های مرئی و مادون قرمز، به کارایی کلی کمک می کند.
به طور خلاصه، ویژگی های الکتریکی سلول های خورشیدی تک کریستالی، از جمله ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، ضریب پر کردن، حداکثر نقطه توان و پارامترهای مقاومت، در مجموع بازده سلول خورشیدی را تعیین می کنند. دستیابی به تعادل و بهینه سازی این ویژگی ها برای به حداکثر رساندن راندمان تبدیل انرژی و عملکرد سلول های خورشیدی تک کریستالی ضروری است.3
