光伏电池及其最大功率点跟踪1 光伏电池1
1 光伏电池简介太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能即时转化为电能的器件
当太阳光照在半导体 p-n 结上，由于吸收了光子的能量，会形成电子一空穴对，在 p-n 结电场的作用下，空穴由 n 区流向 p 区，电子由 p 区流向 n 区，这使得相应区域的主载流子的浓度在靠近 p-n 结部分增加，而这种局部浓度的增加必然使得主载流子朝着外部接触面的方向扩散，导致外部端子上产生电压，接通电路后就形成电流
单体的单晶硅光伏电池的输出电压在标准照度下只有 0
5V 左右，常见的单体电池输出功率一般在 1W 左右，一般不能直接作为电源使用
单体电池除了容量小以外，其机械强度也较差
因此在实际应用中，将若干光伏电池单体串并联并封装起来成为有比较大的输出功率（几瓦到几百瓦不等）的太阳能电池组件
光伏电池组件再经过串并联就形成了光伏电池阵列，可以作为大型光伏并网逆变器的功率输入
1 太阳能电池单体、组件、方阵示意图Rs图 2
2 光伏电池的单二极管等效电qEI=I(eAKT—1)VDD0(2
式中 ID0为光伏电池在无光照时的饱和电流
旁路电阻两端电压 U=U+1R，流过旁路电阻的电流为shLLsI=（U+1R）/R
shLLssh由以上各式可得负载电流为：
q(UL+ILRs)—IeAKTscD0U+1RLL_sRsh(2
2一般 R 很小，R 很大，可以忽略不计
可得理想光伏电池特性:ssh1
2 光伏电池数学模型光伏电池的数学模型［12］可以由图 2
2 所示的单二极管等效电路［13］来描述
图中 R 为光伏电池的外接负载，负载电压为 U,负载电流为 I
R 和 R 为LLLssh光伏电池内阻
R 为串联电阻，通常阻值较小，取决于体电阻、接触电阻、扩 s散电阻以及电极电阻等；R 为旁路电阻，一般阻值较大，取决于电池表面污染 sh和
