منحنى الأداء( الجهد – التيار) للألواح الشمسية I-V Curve

المعاملات الرئيسية التي تصف أداء الخلية الشمسية هي التيار والجهد و لتوضيح العلاقة بين التيار و الجهد للخلية الشمسية لابد من عمل دائرة كهربائية مكافئة للخلية الشمسية.

يمكن تمثيل الخلية الشمسية بواسطة الصمام الثنائي (الدايود) ، والذي يمثل p-n junction و مصدر للتيار و مقاومات Shunt Resistance (Rsh) و Series Resistance Rs حيث :
I: تيار الخلية
V: جهد الخلية
Il: التيار المستحث بالضوء
Id: التيار المار في الدايود
Rsh : المقاومة على التوازي و تتناسب عكسياً مع تيار التسريب
Rs : المقاومة الداخلية تعتمد على مادة الخلية و التوصيلات

إذا رسمنا جهد الخلية مقابل التيار(عند إشعاع و درجة حرارة معينة) ، فسنحصل على منحنى الأداء (I-V Curve).

نلاحظ من المنحنى أنه عند التيار صفر ، يكون للخلية أعلى جهد و هو جهد الدائرة المفتوحة Voc وهي تعتمد على مادة الخلية.
عند جهد صفر ، يصل تيار الخلية إلى الحد الأقصى، والذي يسمى تيارالقصرIsc ويعتمد ذلك على عدد الفوتونات التي تمتصها المادة ، وخصائص الخلية وحجمها.

في أي نقطة على منحنى التيار – الجهد ، يمكننا تحديد خرج الطاقة على النحو التالي:
P=V×I
عند نقطة معينة، ستصل القدرة إلى أقصى نقطة لها ، ويتم تعريف التيار والجهد المقابل لتلك النقطة على أنهما الجهد عند القدرة القصوى (Vmp) والتيار عند القدرة القصوى (Imp)

تتأثر قدرة اللوح الشمسي و منحنى الأداء بتغيير درجة الحرارة و الإشعاع حيث أن :
تغيير الاشعاع يؤدي الى تغيير التيار بشكل طردي خطي و تغييرطردي قليل في الجهد.

بينما يؤدي ارتفاع درجة الحرارة الى نقصان في الجهد و الطاقة المنتجة و ارتفاع قليل في التيار.

لذلك فإن منحنى الأداء للوح الشمسي المرفق في ورقة البيانات للوح يكون عند الظروف المعيارية STC
(1000w/m2 , 25 C, AM1.5).