3-9　什么是等效电路？

等效电路能够帮助我们深入了解太阳能光伏电池的工作原理，因此，在研究太阳能光伏电池的工作状态时，就常常要用到等效电路。

什么是等效电路呢？等效电路是指一个电路不同的表示方法，如果一个电路与另一个电路中的元件种类或位置都不相同，但功能和效果是相同的，这样的两个电路就是等效电路。

图3-23即为理想状态的太阳能光伏电池的等效电路图。图3-23中是一个二极管和恒流源并联，然后连接一个负载R_L。

图3-23　理想状态的太阳能光伏电池的等效电路图

太阳能光伏电池与二极管相似，都是由一个P-N结组成，因此图3-23中以一个二极管来代替太阳能光伏电池。因为在恒定的光照下，一个处于工作状态的太阳能光伏电池，其光电流I_L不随工作状态而变化，因此可以把它看成是一个恒流源，所以图3-23中采用一个恒流源来代替太阳光。

由图3-23可以看出，恒流源的电流I_L（即为光生电流），一部分流经负载R_L，在负载两端建立起端电压U，反过来它又正向偏置于P-N结二极管，引起一股与光电流方向相反的漏电流（也称暗电流）I_bk。

在实际的太阳能光伏电池上，材料本身是有一定电阻的，电极与硅面的接触也是有一定电阻的。流经负载的电流，经过它们时必然引起损耗。制作金属化电极时，在电池的边缘、电池的微裂纹、划痕等处都容易出现漏电现象。这些漏电现象的出现，会使一部分应该通过负载的电流短路，而使电池受到影响。由于上述的等效电路图，没有考虑因材料本身电阻和电极与硅面接触的电阻对太阳能光伏电池的影响，也没有考虑边缘漏电的影响，所以只能算是理想状态的太阳能光伏电池等效电路图。

实际上的太阳能光伏电池等效电路图如图3-24所示。该图用一个电阻R_S来表示材料本身电阻和电极与硅面接触的电阻，用一个电阻R_Sh来表示因电池漏电引起的影响。

图3-24　实际上的太阳能光伏电池等效电路图

由图3-24可以清楚看出，太阳能光伏电池的串联电阻（R_S）越小，旁路电阻（R_Sh）越大，越接近理想状态的太阳能电池。也就是说，要想让太阳能光伏电池效能更好，就应让串联电阻尽量小，最好能接近于零；让旁路电阻尽量大，最好是趋近无穷大。

串联电阻与材料本身和电极与硅面的接触有关。要想让串联电阻变小，要做两项工作：一项是选用好的材料；另一项是做好电极与硅面的接触，让其实现真正的欧姆接触。

旁路电阻与电池的漏电现象有关。旁路电阻增大，漏电就会减小；反过来，漏电减小，旁路电阻就会增大。因此，要想让旁路电阻增大，就得解决漏电现象，漏电少了，旁路电阻自然会增大。