作业帮新能源电池中的 the fill factor 指的是什么
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/06 05:47:58
新能源电池中的 the fill factor 指的是什么
填充因子（FF）,具体解释如下：（这是搞太阳能电池的入门术语,好好学习吧）
太阳能电池I-V特性测试,转化效率计算公式方法,填充因子计算公式方法
为了对太阳能电池的输出特性作出正确的评价,测量和计算应该按下面三个步骤依次进行：
1、测量入射于太阳能电池的光强；
要想知道在室内照明灯下太阳能电池的特性,首先要确定光源的种类（白色荧光灯、白炽灯等）,再测量照度.要了解太阳光下太阳能电池的特性时,采用室外的太阳光,或者采用接近于太阳光的模拟太阳光作光源,再测量光的强度.在测量光的强度时,要用一预先已知光强和输出电流关系的参考电池作为标准,或者直接测量光的能量和光谱.
2、测量太阳能电池的输出特性；
左图是太阳能电池输出特性测量电路示意图.其中图(a) 由电池、电压表、电流表和可变负载组成,改变可变电阻值即可得到电池的输出特性；当太阳能电池的输出电流很大时,由于电流表的内电阻和太阳能电池的引线电阻,就不能正确测量了.此时,要用图(b)所示的电路用两个回路来分别测量电压和电流以减少导线电阻的影响,同时用可变电源作负载以补偿电流表内电阻的影响.在使用电路(a)测量太阳能电池的输出特性时,可使可变电阻开路来测开路电压,使可变电阻短路来测短路电流；在用电路(b)进行测量时,可调节电源负载使电流为零来测量开路电压,调节电源负载使输出电压为零时,则可得到短路电流.
3、计算电池的转换效率；
根据所测得的太阳能电池的输出特性,计算出各点的电压与电流乘积,然后求出：
最佳工作电压V：即太阳能电池输出为最大时的电压；op
最佳工作电流I：即太阳能电池输出为最大时的电流；op
据此计算出填充因子和转换效率：FF=VopxIop/VocxIoc
η=VopxIop/SxPin
其中S是电池面积,而Pin是步骤1中得到的入射光功率.
下图是太阳能电池输出特性测试的装置示意图.此处为了消除测试引线的串联电阻和相关的接触电阻对测量结果的影响,电压引线和电流引线是分开的.同时,整个被测电池与恒温块接触,保持温度在25度或28度,这两个温度都是太阳能电池测试的标准温度.测试前,先用标准电池调节光源的辐照度,直到标准电池的输出特性达到其标定参数为止.然后再测试待测的太阳能电池样品.
2、太阳光下的转换效率与输出特性
如果要想得到在太阳光下的电池的转换效率和输出特性,特别是把室外太阳光直接作为测试光源时,必须注意取光条件以及日照的变化,周围有建筑物时,还要考虑它们的散射光的影响,因而比较复杂.所以多采用模拟太阳来作为测量用光源.
模拟太阳是Xe灯和滤光镜的组合.包括短弧氙灯（Xe灯）、反射镜、空气质量滤光器、积分器、石英透镜等装置.由氙灯发出的光经过反射镜（蒸铝的凹面镜）而聚焦,接着通过空气质量滤光镜除去氙灯特有的在800-1000nm 的光谱,并使整个光谱接近于AM1 或AM1.5 的太阳光.然后利用积分器和石英透镜形成面分布均匀的平行光,使得在测量平面上的太阳能电池受到均匀模拟太阳光的照射.
但是,由于模拟太阳光不可能得到严格与AM1或AM1.5一样的光,所以要准确地测量,必须对光谱灵敏度进行换算.此外,在太阳光下进行测量时,强光照射引起太阳能电池本身的温度上升以及大的输出电流时,电路的串联电阻的影响会比较明显,需要进行校正.
3、荧光灯下的转换效率和输出特性
荧光灯和白炽灯等室内照明灯光,其光强用勒克司(lx)来表示.勒克司的单位不是描述光的能量强度,而是描述人眼感觉的亮度的单位,所以不能直接代入计算公式求出转换效率.可以用与太阳光测量时一样的方法,用功率计来测量光能.不过,要准确测量较低的光能是困难的,通常不去计算转换效率,而是计算一定照度下单位面积太阳能电池的最大输出功率.测量室内照明灯光下的太阳能电池的特性时,需要注意的是杂散光和测量仪器（电压表）的内阻.所谓杂散光,是测量用光源以外的光,准确的测量必须在暗室.使杂散光的影响减到最小的情况下进行.至于电压表的内阻,由于输出电流很小,如果测量仪器的内阻小,则有较多的电流消耗在测量仪器的内部,这在测量时也要注意.
太阳能电池I-V特性测试,转化效率计算公式方法,填充因子计算公式方法
为了对太阳能电池的输出特性作出正确的评价,测量和计算应该按下面三个步骤依次进行：
1、测量入射于太阳能电池的光强；
要想知道在室内照明灯下太阳能电池的特性,首先要确定光源的种类（白色荧光灯、白炽灯等）,再测量照度.要了解太阳光下太阳能电池的特性时,采用室外的太阳光,或者采用接近于太阳光的模拟太阳光作光源,再测量光的强度.在测量光的强度时,要用一预先已知光强和输出电流关系的参考电池作为标准,或者直接测量光的能量和光谱.
2、测量太阳能电池的输出特性；
左图是太阳能电池输出特性测量电路示意图.其中图(a) 由电池、电压表、电流表和可变负载组成,改变可变电阻值即可得到电池的输出特性；当太阳能电池的输出电流很大时,由于电流表的内电阻和太阳能电池的引线电阻,就不能正确测量了.此时,要用图(b)所示的电路用两个回路来分别测量电压和电流以减少导线电阻的影响,同时用可变电源作负载以补偿电流表内电阻的影响.在使用电路(a)测量太阳能电池的输出特性时,可使可变电阻开路来测开路电压,使可变电阻短路来测短路电流；在用电路(b)进行测量时,可调节电源负载使电流为零来测量开路电压,调节电源负载使输出电压为零时,则可得到短路电流.
3、计算电池的转换效率；
根据所测得的太阳能电池的输出特性,计算出各点的电压与电流乘积,然后求出：
最佳工作电压V：即太阳能电池输出为最大时的电压；op
最佳工作电流I：即太阳能电池输出为最大时的电流；op
据此计算出填充因子和转换效率：FF=VopxIop/VocxIoc
η=VopxIop/SxPin
其中S是电池面积,而Pin是步骤1中得到的入射光功率.
下图是太阳能电池输出特性测试的装置示意图.此处为了消除测试引线的串联电阻和相关的接触电阻对测量结果的影响,电压引线和电流引线是分开的.同时,整个被测电池与恒温块接触,保持温度在25度或28度,这两个温度都是太阳能电池测试的标准温度.测试前,先用标准电池调节光源的辐照度,直到标准电池的输出特性达到其标定参数为止.然后再测试待测的太阳能电池样品.
2、太阳光下的转换效率与输出特性
如果要想得到在太阳光下的电池的转换效率和输出特性,特别是把室外太阳光直接作为测试光源时,必须注意取光条件以及日照的变化,周围有建筑物时,还要考虑它们的散射光的影响,因而比较复杂.所以多采用模拟太阳来作为测量用光源.
模拟太阳是Xe灯和滤光镜的组合.包括短弧氙灯（Xe灯）、反射镜、空气质量滤光器、积分器、石英透镜等装置.由氙灯发出的光经过反射镜（蒸铝的凹面镜）而聚焦,接着通过空气质量滤光镜除去氙灯特有的在800-1000nm 的光谱,并使整个光谱接近于AM1 或AM1.5 的太阳光.然后利用积分器和石英透镜形成面分布均匀的平行光,使得在测量平面上的太阳能电池受到均匀模拟太阳光的照射.
但是,由于模拟太阳光不可能得到严格与AM1或AM1.5一样的光,所以要准确地测量,必须对光谱灵敏度进行换算.此外,在太阳光下进行测量时,强光照射引起太阳能电池本身的温度上升以及大的输出电流时,电路的串联电阻的影响会比较明显,需要进行校正.
3、荧光灯下的转换效率和输出特性
荧光灯和白炽灯等室内照明灯光,其光强用勒克司(lx)来表示.勒克司的单位不是描述光的能量强度,而是描述人眼感觉的亮度的单位,所以不能直接代入计算公式求出转换效率.可以用与太阳光测量时一样的方法,用功率计来测量光能.不过,要准确测量较低的光能是困难的,通常不去计算转换效率,而是计算一定照度下单位面积太阳能电池的最大输出功率.测量室内照明灯光下的太阳能电池的特性时,需要注意的是杂散光和测量仪器（电压表）的内阻.所谓杂散光,是测量用光源以外的光,准确的测量必须在暗室.使杂散光的影响减到最小的情况下进行.至于电压表的内阻,由于输出电流很小,如果测量仪器的内阻小,则有较多的电流消耗在测量仪器的内部,这在测量时也要注意.