光伏组件问题系列总结——电池片串联电阻与并联电阻

1.0绪论

组件厂家在进行产品功率测试时，会有曲线异常的情况出现。在分析组件异常情况时，需要考虑组件串、并联电阻对组件功率的影响。因此有必要研究电池片串、并联电阻的组成及其影响。

2.0串、并联电阻的组成

太阳能电池有寄生串联和并联电阻伴随。两种寄生电阻都减小填充因子。

2.1串联电阻

串联电阻Rs主要是半导体材料的基体电阻，金属体电阻及连接电阻、金属和半导体连接产生的电阻，即串联电阻=硅片基体电阻+横向电阻+电极电阻+接触电阻。

图1串联电阻组成示意图

基体电阻由硅片的品质决定。扩散方块电阻可以调节，但又伴随着结深的变化。栅线电阻主要靠丝网印刷参数决定，重要的是栅线的清晰度和高宽比（越大越好）。当然，若单纯的减少串联电阻，栅线可以很宽，但高度较低，这样会增大遮光面积。接触电阻主要看电极印刷效果、烧结的效果等。

2.2并联电阻

并联电阻Rsh主要由于p-n结不理想或在结附近有杂质，这些都能导致结短路，尤其是在电池边缘处。并联电阻反映的是电池的漏电水平。漏电流理论上可以归结到并联电阻上。并联电阻影响太阳电池开路电压，Rsh减小会使开路电压降低，但对短路电流基本没有影响。

并联电阻过小可能由一下原因引起：

边缘漏电（刻蚀未完全、印刷漏浆）。

基体内杂质和微观缺陷。

PN结局部短路（扩散结过浅、制绒角锥体颗粒过大）。

3.0 串、并联电阻的影响

3.1 串联电阻对填充因子的影响

因为填充因子决定着电池输出功率，因此最大输出功率受串联电阻影响，可以近似表示为：

如果太阳能电池内阻定义为：

串联电阻Rs 影响短路电流，Rs 增大会使短路电流降低，而对开路电压没有影响。串联电阻的影响如图2。

图2：串联电阻对填充因子的影响

3.2 并联电阻对填充因子的影响类似的并联电阻，可以定义为：

并联电阻对填充因子的影响如图3.12 所示。

图3 太阳能电池中并联电阻对填充因子的影响

在串联和并联电阻都存在情况下，太阳能电池IV 曲线可以用下式表示：（作者微信公众账号：光伏经验网）