太阳能电池基本特性的测量

#1）电压趋于0V时，雄-1=0所以公式⑶U+RshI0（瑞—1）=I（Rs+匕）近似化简为U=I（Rs+Rsh），即呈线性。由于公式（5）耳《1得U=IRshssRshs实验数据可知RSh-1-1x105^2）电压区域1.37V〜3.53V时，血》1并且兀丿。不太小，所以傀丿。（°鴛一"》U，因此公式（3）U+兀丿。（喘-1）=/（代+匕）近似化简为RshI0e^=I（Rs+Rsh）即呈e指数关系。3）电压区域7.91V〜14.91V时，由上文分析得，经验公式G）厶=/0（e鴛-1）不成立。贝V,此时偏压已经大于势垒高度，故厶正比于电压U（即g=KU+b）,所以代入公式（2）IRs+（l-Id）Rsh-U=0得到此时的太阳能电池直流模型为（k+1）u+b=l（Rs+Rsh），与线性的实验结果符合。4.关于禁带宽度测量的误差分析：首先，在整个过程中的推算相当依赖于黑体辐射公式，在没有论证所用灯泡与其契合程度的情况下，这种假设带来的误差难以估量。其次，在计算光谱仪响应函数的时候，单色仪的相对透射率并未计入考虑而实际在本实验的实测范围之内，它的变化从0.64〜1，也就是说会使得真实响应函数与本实验中所得到的响应函数有两倍之差，对最终的分布有相当大的影响。第三，在处理过程中，并没有考虑太阳能电池的表面材料对于各个波长光子的透射率，这一个因素的测量将涉及到更多的实验。第四，实验中对数据处理过程太过于复杂，本想尽量准确地对所有量进行测量，计入最终结果，但在追求这种高度合理性的时候，不得不引入过多的对数据的处理，产生了相当程度的数据失真，10%的误差率显然是过大的。然而从另一个角度来讲，虽然最终的数据并不令人满意，但是整个过程当中都是有理可依的一路走下来，也是感觉很好的。相信随着仪器的优化，用这种方法对禁带宽度进行推算的误差可以越来越小。六、实验结论1.无光照条件下，太阳能电池正向偏压伏安特性分为4段：0V〜1.17V线性区域、1.37V〜3.53Ve指数关系区域、3.53V〜7.71V过渡区、7.91V〜14.91V线性区域。测得并验证了经验公式为Id=3.11x10-5x（e2.43xu-1）成立条件是无光照、小偏压。发射系数n±U(n)=2.06±0.01。此时太阳能电池伏安特性曲线分段的物理内涵是体电阻Rsh和接触电阻&共同影响的结果。在固定光照强度条件下，随负载电阻变化，太阳能电池的输出功率变化，且有一峰值。峰值前呈直线上升，峰值后呈反比例下降。在不同光强下的负载曲线有功率极大值点化与光强I的乘积为定值的关系。在不同光照强度条件下，太阳能电池的短路电流与光强呈正比线性关系，太阳能电池的开路电压与光强呈e指数关系。利用不同截止波长滤光片测量硅太阳能电池的禁带宽度时受到光源、滤光片透率以及太阳能电池对不同能量光子的响应特性等条件的影响。并推算出本实验中太阳能电池禁带宽度为1.21eV七、参考文献茅倾青，潘立栋，陈骏逸，陆申龙.太阳能电池基本特性测定实验.物理实验，2004年，第24卷第11期6吴杏华，王庆凯，王殿元.光源对于太阳能电池基本特性测量实验影响的研究.九江学院学报，2007年，第6期66姜琳.太阳能电池基本特性测定实验——一个与能源利用有关的综合设计性实验.大学物理，2005年，第24卷第6期52万步勇，苑进社，冯庆.Or