S L
L
I R
I I I q
V nKT −
− +
= ln 1
0
反之，當光電流很小時，並聯電阻的效應就變得非常重要，而串聯電阻所產生 的功率消耗便可以忽略，此時電壓-電流公式可以表示成：
1
0
exp −
−
−
= nKT
I qV R
I V I
SH L
而對太陽能電池而言，更重要的參數為短路電流 ISC（short circuit current），開 路電壓 Voc（open circuit voltage）、填充因子 FF（fill factor）、最大功率、轉換效 率 η（conversion efficiency）。
圖 1-15 太陽能電池理想等效電路，包括一個理想的 PN 接面二極體，一個電流源 Iph，串聯電阻 Rs 以及並聯電阻 RSH，而 RL則為太陽能電池的負載
（1－4）
（1－3）
1.3.2 太陽能電池之電性量測 太陽能電池之電性量測 太陽能電池之電性量測 太陽能電池之電性量測
太陽能電池的電性量測，是在模擬太陽光的照光條件下，進行電流電壓 I-V 關 係量測，從太陽能電池的電性量測，我們可以得到太陽能電池的重要量測參數，包 括 ISC，VOC，FF 以及太陽能電池的能量轉換效率 η，太陽能電池的照光之 I-V 關係 量測圖如（圖 1-16），圖中標示出太陽能電池的重要參數，我們將利用此圖對太陽 能電池的重要量測參數進行解說。
(1) 短路電流 ISC（short circuit current）
短路電流是太陽能電池在負載為零的狀態下，也就是外部電路短路時的輸出電 流此時的輸出電壓 V=0，對於理想的太陽能電池，也就是串聯電阻 RS趨進於 0，
並聯電阻 RSH 趨近於無限大時，從開路電壓是太陽電池負載無限大的狀態下，也 就是外部電路斷路時的輸出電壓，此時輸出電流 I = 0，從（1.3-2）可以得到：
L
SC I
I =
即短路電流 ISC等於太陽能電池照光後產生的光電流圖 1-16 中 I-V 關係曲線與 Y 軸（V=0）其電流值是 ISC。
(2) 開路電壓 Voc（open circuit voltage）
開路電壓是太陽能電池負載無限大的狀下也就是外部電路斷路時的輸出電壓 此時輸出電流 I=0，對於理想的太陽能電池從（1.3-2）可以得到：
+
×
=
0
1
ln I
I q
V
OCnKT
L
（1－6）
（1－5）
由上式可以得知，VOC隨著照光電流 IL的增加而升高，同時也隨著二極體的反 向飽和電流 I0增高而降低，由於 I0與元件設計（如摻雜濃度），材料特性有密切 關係所以 VOC也受這些因素影響，如（圖 1-16）中 I-V 關係曲線與 X 軸（I=0）的 交點其電流值就是 VOC。
(3)填充因子（FF）
在照光下的電流－電壓特性曲線中，其中 FF 稱為填充因子（Fill factor），其 定義為太陽能電池在最大電功率輸出時，輸出功率 Pmax 與開路電壓 VOC 和短路 電流 ISC 乘積之比值，也就是電流-電壓特性曲線中最大功率矩形。實際上填充因 子受串聯電阻 RS 與並聯電阻 RSH 的影響，因此我們可以只用填充因子來同時概 括串聯電阻與並聯電阻二個效應，因為任何的串聯電阻的增加或是並聯電阻的減 少，都會減少填充因子，進而造成轉換效率的降低。
SC OC
SC
OC
V I
V I
I V
FF P
×
= ×
× ×
=
max100 %
max max(4)最大輸出功率:
(4)最大輸出功率:
等效電路定義了（圖1-16）Im 與Vm的對應，定義的Im和Vm分別為最大公率 輸出，太陽電池輸出的功率為電流和電壓的乘積：
V I e
V I IV
P = = S ( V / VT − 1 ) − L
（1－8）（1－7）
(5)太陽電池轉換效率
太陽電池轉換效率為入射之太陽輻射光能量與電池端出輸之電能的百分比。如 果太陽電池入射光譜改變時，效率也會跟著改變，而當太陽電池之材料改變時，即 使受光照一樣，產生之電力也會不同。因此，國際電力規格委員會（IEC TC-82）
對於地上用太嚴電池之效率，以公訂效率"η"表示之太陽能電池元件的理想光電轉 換效率或能量轉換效率。太陽能電池的效率可以由三個重要參數：開路電壓 VOC、 短路電流 ISC和填充係數 FF 來表達。明顯地，要提高太陽電池的效率，則要同時 增加其開路電壓，短路電流（即光電流），和填充因子（即減少串聯電阻與漏電流）。
η
in SC OC
in
P
FF I
V P
I
V × = × ×
=
=
max maxin max
P P
圖 1-16 太陽能電池照光後量測之 I-V 關係圖
（1－9）
(Pin:入射光之總功率)