本发明公开了一种计算光伏双面电池性能参数的方法，属于光伏电池性能分析技术领域。
背景技术：
随着太阳能产业的持续发展，全球各大市场对光伏产品的要求精益求精。双面电池正反两面都可以接收辐照，在相同情况下，输出功率增多，并且双面电池对安装要求也不那么严格，具有更高的转换效率。这些优点引起了研究者们的广泛关注。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种计算光伏双面电池性能参数的方法，通过室内实验测量双面电池单面照明下的性能参数，求解双面电池双面照明下的性能参数，解决了双面电池功率输出计算的难题。
为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种计算光伏双面电池性能参数的方法，包括以下步骤：
1)通过室内实验，采用氙灯模拟太阳辐照，测量不同辐照下双面电池只在前端照明下的短路电流和开路电压，以及只在后端照明下的短路电流和开路电压；
2)根据测量数据，计算双面电池在双面照明下的短路电流；
3)根据测量数据，计算双面电池在双面照明下的开路电压；
4)计算双面电池在双面照明下的理想因子；
5)计算双面电池在双面照明下的功率和效率。
前述的前端照明的定义为：在相同的辐照条件下，分别在遮挡住一面的情况下测试双面电池的另一面的性能参数，输出电流大的一面为双面电池的正面，在只有电池正面照明的情况下，叫前端照明。
前述的步骤2)中，双面电池在双面照明下的短路电流计算如下：
isc-bi＝isc-f+xisc-r
其中，isc-bi为双面电池在双面照明下的短路电流，isc-f为标准条件下只在前端照明下的太阳电池短路电流，isc-r为标准条件下只在后端照明下的太阳电池短路电流，x为辐照比；
x＝gr/(gf+gr)
其中，gr和gf是双面电池的背板辐照和正面辐照。
前述的步骤3)中，双面电池在双面照明下的开路电压计算如下：
其中，voc-bi、voc-f、voc-r分别为双面电池在双面照明下的开路电压、双面电池只在前端照明下的开路电压、双面电池只在后端照明下的开路电压，risc为相对电流增益，
前述的步骤4)中，双面电池在双面照明下的理想因子计算如下：
其中，ffbi为双面电池在双面照明下的理想因子，pff为双面电池的伪填充因子，fff为双面电池只在前端照明下的填充因子。
前述的伪填充因子是指双面电池在没有损失情况下的填充因子，所述伪填充因子计算如下：
其中，ffr为双面电池只在后端照明下的填充因子。
前述的步骤5)中，双面电池在双面照明下的功率和效率计算如下：
pbi＝isc-bivoc-biffbi
其中，pbi为双面电池在双面照明下的功率，ηbi为双面电池在双面照明下的效率，amodule为双面电池的面积。
本发明解决了双面电池功率输出计算的难题，对深入研究双面电池电学模型有着十分重要的意义。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
光伏双面电池性能参数包括双面电池短路电流，双面电池开路电压和理想因子，本发明通过在室内试验，以氙灯模拟光源计算光伏双面电池的性能参数，进而计算双面电池的功率和效率，具体计算过程如下：
(1)双面电池短路电流的计算：
首先定义辐照比x：
x＝gr/(gf+gr)(1)
其中，gr和gf是双面电池的背板辐照和正面辐照，通过辐照计测量的。
然后计算双面电池的短路电流：
isc-bi＝isc-f+xisc-r＝riscisc-f(2)
其中，isc-bi为双面电池双面照明下的短路电流，risc是相对电流增益，isc-f为标准条件下只在前端照明下的太阳电池短路电流，isc-r为标准条件下只在后端照明下的太阳电池短路电流。在相同的辐照条件下，分别在遮挡住一面的情况下测试双面电池的另一面的性能参数，输出电流大的一面为双面电池的正面，在只有电池正面照明(背面遮挡)的情况下，叫前端照明。
根据式(2)，可得到双面电池电流增益risc：
式中，isc-r、isc-f都是在标准条件下测得的，risc是双面电池对比单面电池电流的相对电流增益。
(2)双面电池开路电压的计算：
由于光伏组件是由一系列连接在一起的太阳电池串联组成的，它遵循单二极管模型，描述太阳电池i-v特征的单二极管模型可以如式(4)所述，双面电池同样遵循该模型：
其中，i0m和km是饱和电流的模组参数，v双面电池电压，i(v)为双面电池电流，rmod为双面电池串联电阻，isc-bi为双面电池总短路电流，rsh为双面电池旁路电阻，vt为a0与t的乘积，a0为p-n结结构因子，t是温度，单位为k。
对于足够高的辐照度，可以忽略分流项，式(4)可以简化为以下方程：
当双面电池开路时，i(v)＝0，根据式(5)，可得出：
其中，voc-bi、voc-f、voc-r分别为双面电池双面照明下的开路电压、双面电池只在前端照明下的开路电压、双面电池只在后端照明下的开路电压，isc-bi、isc-f、isc-r分别为双面电池在双面辐照下的短路电流、双面电池只在前端照明下的短路电流、双面电池只在后端照明下的短路电流。voc-r，voc-f，isc-f，isc-r的值都可以直接测量得到。
模组参数由下式得出：
i0m取厂家提供的默认值10-10。
由(6)、(7)、(9)可得双面电池双面照明下的开路电压为：
(3)双面电池填充因子的计算：
功率的损失与填充因子有明显的关系，本发明中将pff定义为双面电池的伪填充因子(理想化填充因子)，伪填充因子即在没有损失情况下的填充因子。
具有串联电阻rmod的双面电池的电阻功率损耗，由下式给出：
prs＝i2rmod(12)
其中，prs是电阻功率损耗，i是双面电池工作电流。
随工作电流的增加，双面电池的功率损失相对增加，功率相对增加系数定义如下：
式(13)可简化为：
p^rs＝risc2-1(14)
双面电池不同辐照条件下的功率损耗，表示如下：
prs-f＝(pff-fff)voc-fisc-f(15)
prs-r＝(pff-ffr)voc-risc-r(16)
prs-bi＝(pff-ffbi)voc-biisc-bi(17)
其中：prs-f、prs-r、prs-bi分别是双面电池仅正面辐照、仅背面辐照和双面辐照条件下对应的功率损失。ffbi、fff、ffr分别为双面辐照、仅正面辐照和仅背面辐照的填充因子，fff和ffr可以通过测量计算得来的，分别为双面电池仅正面照明和仅背面照明情况下，最大功率与开路电压和短路电流的乘积的比值。ffbi通过下述计算得到。
功率相对增加系数p^rs还可以通过如下方式表示：
综合式(14)和式(18)可以得到：
此式有两个未知量：pff、ffbi。其中，pff可以通过在标准情况下测量的性能参数计算得到，通过在标准情况下的背面测量，将式(19)与双面有关的系数改成背面辐照下的系数，得到下式：
简化式(20)可以得到：
代入式(19)得：
本发明计算了voc-bi、isc-bi、ffbi三个参数，进而可以通过式(23)、式(24)来计算双面电池的功率和效率：
pbi＝isc-bivoc-biffbi(23)
其中，amodule为双面电池片的面积。
实施例
以正面辐照为1000w，背面辐照200w为例。
通过室内测试可以得出：正反两面在单面条件测试下的短路电流分别为：1.18a和0.234a。通过式(1)可知：辐照比x为0.167。通过式(2)可以计算得出双面电池短路电流为0.94a。通过式(11)可知：双面电池开路电压为0.6v。由式(22)双面电池填充因子为：0.76。最终由式(23)、(24)可知：双面电池功率为0.59w、双面电池效率为：0.18。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。