Wpływ czynników na charakterystyki i parametry ogniw fotowoltaicznych można badać doświadczalnie. Przy projektowaniu ogniw użytecznym i tanim narzędziem są symulacje komputerowe. Przykładowym programem, w którym można przeprowadzić symulacje charakterystyk prądowo-napięciowych dla ogniw fotowoltaicznych jest PC1D. PC1D jest prostym programem udostępnianym bezpłatnie przez Uniwersytet Nowej Południowej Walii (Sydney). Program rozwiązuje sprzężone równania nieliniowe dla quasi-jednorodnego transportu elektronów i dziur urządzeniach półprzewodnikowych.
W przedstawionych poniżej symulacjach została użyta wersja 5.9 programu. PC1D zawiera pliki biblioteczne o parametrach krystalicznych półprzewodników stosowanych w technologii fotowoltaicznej, takich jak krzem, german, arsenek galu, fosforyt indu itd. (zob. Rys. 1, Rys. 2 ) [1], [2].

Symulacja została wykonana dla ogniw o powierzchni \( 100cm^{2} \) i grubości \( 300\mu m \). Właściwości (widmo absorpcyjne, współczynnik odbicia, przerwa energetyczna, ruchliwość ładunków itd.) zostały zaimportowane z biblioteki materiałów programu. Symulacja zakłada oświetlenie ogniwa widmem AM1.5, o natężeniu światła 0,1 \( \frac{W}{cm^{2}} \), w temperaturze 300 K.

Aby sprawdzić wpływ natężenia światła na charakterystyki i parametry ogniwa przeprowadzono symulacje dla ogniwa krzemowego dla czterech różnych natężeń światła: 0,1 \( \frac{W} {m^{2}} \), 0,05 \( \frac{W} {m^{2}} \), 0,01 \( \frac{W} {m^{2}} \), 0,001 \( \frac{W}{m^{2}} \). W symulacji zostało użyte widmo AM1.5. Charakterystyki prądowo-napięciowe oraz zależności mocy od napięcia zostały przedstawione na Rys. 3. Na rysunku linie czerwone oznaczają charakterystyki prądowo-napięciowe, a linie zielone zależność mocy od napięcia dla ogniwa krzemowego Si przy mocy promieniowania a) 0,1 \( \frac{W}{cm^{2}} \) b) 0,05 \( \frac{W}{cm^{2}} \) c) 0,01 \( \frac{W} {cm^{2}} \) d) 0,001 \( \frac{W}{m^{2}} \). Zmniejszenie intensywności promieniowania padającego na ogniwo, powoduje zmniejszenie wartości \( I_{sc}, V_{oc} \) oraz mocy wyjściowej \( P_{out} \), a co za tym idzie wydajności ogniwa.

Parametry ogniwa zostały zebrane i przedstawione na Rys. 4.

Następnie, aby określić sam wpływ temperatury na wydajność ogniwa krzemowego przeprowadzono symulację dla zakresu temperatury -30 \( _{}^{o}\textrm{C} \) do 50 \( _{}^{o}\textrm{C} \). Jak pokazano na Rys. 5 wydajność maleje linowo wraz ze wzrostem temperatury. W programie temperaturę można określić w Kelwinach lub stopniach Celsjusza. Algorytm programu uwzględnia wpływ temperatury na ruchliwość nośników, rekombinację powierzchniową i objętościową.

Otrzymana z symulacji malejąca zależność liniowa wydajności ogniwa od temperatury jest zgodna z wynikami badań przeprowadzanymi na rzeczywistych ogniwach fotowoltaicznych (zob. rozdział: 8.3 Zmiany parametrów ogniwa z temperaturą ).