太阳能电池伏安特性w

太阳能电池特性实验实验目的了解太阳能电池的工作原理。测定太阳能电池的暗伏-安特性曲线。测量开路电压、短路电流与光强之间的关系。测量太阳能电池的输出特性。实验原理

光电池光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用下实质就是电源,电路中有了这种器件就不需要外加电源。光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。它实质上是一个大面积的PN结,当光照射到PN结的一个面,例如p型面时,若光子能量大于半导体材料的禁带宽度,那么p型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴,电子空穴对从表面向内迅速扩散,在结电场的作用下,最后建立一个与光照强度有关的电动势。++++++++++----------NPI空间电荷区光电池工作原理图实验原理-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗尽区n型E内反偏-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗尽区n型E外正偏-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗尽区n型E内-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗尽区n型++++++++--------E外实验原理硅光电池--基于光伏效应当PN结零偏或反偏

耗尽区存在一内电场

入射光子将把处于价带中的束缚电子激发到导带激发出的电子-空穴对在内电场作用下分别漂移到Ｐ型区和N型区PN结两端加负载时就有光生电流流过负载

光照p型硅受光层n型硅基片层入射光硅光电池结构示意图GIE1．太阳能电池的暗伏安特性测量。2．开路电压、短路电流与光强关系的测量。3．太阳能电池的输出特性测量。实验内容太阳能电池的暗伏安特性测量用遮光罩罩住太阳能电池。将待测的太阳能电池接至测试仪上的“电压输出”接口,电阻箱调节器至50Ω后串联进电路起保护作用,用电压表测量太阳能电池两端电压,电流表测量回路中的电流。将电压源调到0V，然后逐渐增大输出电压，每间隔0.3V记一次电流值。将电压源调到0V，反向输出电压，每间隔1V记一次电流值。太阳能电池－+V50Ω可调电压源A伏安特性测量接线原理图以电压作横坐标，电流作纵坐标画伏安特性曲线，原理图如下。开路电压、短路电流与光强关系的测量打开光源开关，预热5分钟。打开遮光罩。将光强探头装在太阳能电池板位置，探头输出线连接至太阳能电池特性测试仪的“光强输入”接口上。测试仪设置为“光强测量”。由近及远移动支架，测量距光源一定距离的光强I，测量值记入表2中。将光强探头换成单晶硅太阳能电池，测试仪设置为“电压表”状态。按测量光强时对应的距离值，记录开路电压。测试仪设置为“电流表”状态，记录短路电流。将单晶硅太阳能电池换成多单晶硅太阳能电池，重复测量。将多晶硅太阳能电池换成非单晶硅太阳能电池，重复测量。画出三种太阳能电池的开路电压、短路电流与光强关系曲线。太阳能电池光V太阳能电池光A测量开路电压测量短路电流开路电压、短路电流与光强关系示意图距离（cm）101520253035404550光强I(W/m2)

单晶硅开路电压Voc(V)短路电流Isc(mA)多晶硅开路电压Voc(V)短路电流Isc(mA)非晶硅开路电压Voc(V)短路电流Isc(mA)表2太阳能电池开路电压、短路电流随光强变化关系单晶硅输出电压V

(V)00.20.40.60.811.21.41.6…输出电流I(A)输出功率P0(W)多晶硅输出电压V

(V)00.20.40.60.811.21.41.6…输出电流I(A)输出功率P0(W)非晶硅输出电压V

(V)00.20.40.60.811.21.41.6…输出电流I(A)输出功率P0(W)表3三种太阳能电池输出特性根据表3数据作用3种太阳能电池的输出伏安特性曲线及功率曲线。找出最大功率点对应的电阻值为最佳匹配负载。由计算填充因子。由计算转换效率。