太陽能電池伏安特性w

太陽能電池特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馓柲茈姵氐墓ぷ髟?。測定太陽能電池的暗伏-安特性曲線。測量開路電壓、短路電流與光強(qiáng)之間的關(guān)系。測量太陽能電池的輸出特性。實(shí)驗(yàn)原理

光電池光電池是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電器件。光電池在有光線作用下實(shí)質(zhì)就是電源,電路中有了這種器件就不需要外加電源。光電池的工作原理是基于“光生伏特效應(yīng)”。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大面積的PN結(jié),當(dāng)光照射到PN結(jié)的一個(gè)面,例如p型面時(shí),若光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,那么p型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)自由電子和空穴,電子空穴對(duì)從表面向內(nèi)迅速擴(kuò)散,在結(jié)電場的作用下,最后建立一個(gè)與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢。++++++++++----------NPI空間電荷區(qū)光電池工作原理圖實(shí)驗(yàn)原理-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗盡區(qū)n型E內(nèi)反偏-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗盡區(qū)n型E外正偏-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗盡區(qū)n型E內(nèi)-------------------------+++++++++++++++++++++++++++++++++--------p型耗盡區(qū)n型++++++++--------E外實(shí)驗(yàn)原理硅光電池--基于光伏效應(yīng)當(dāng)PN結(jié)零偏或反偏

耗盡區(qū)存在一內(nèi)電場

入射光子將把處于價(jià)帶中的束縛電子激發(fā)到導(dǎo)帶激發(fā)出的電子-空穴對(duì)在內(nèi)電場作用下分別漂移到Ｐ型區(qū)和N型區(qū)PN結(jié)兩端加負(fù)載時(shí)就有光生電流流過負(fù)載

光照p型硅受光層n型硅基片層入射光硅光電池結(jié)構(gòu)示意圖GIE1．太陽能電池的暗伏安特性測量。2．開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系的測量。3．太陽能電池的輸出特性測量。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容太陽能電池的暗伏安特性測量用遮光罩罩住太陽能電池。將待測的太陽能電池接至測試儀上的“電壓輸出”接口,電阻箱調(diào)節(jié)器至50Ω后串聯(lián)進(jìn)電路起保護(hù)作用,用電壓表測量太陽能電池兩端電壓,電流表測量回路中的電流。將電壓源調(diào)到0V，然后逐漸增大輸出電壓，每間隔0.3V記一次電流值。將電壓源調(diào)到0V，反向輸出電壓，每間隔1V記一次電流值。太陽能電池－+V50Ω可調(diào)電壓源A伏安特性測量接線原理圖以電壓作橫坐標(biāo)，電流作縱坐標(biāo)畫伏安特性曲線，原理圖如下。開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系的測量打開光源開關(guān)，預(yù)熱5分鐘。打開遮光罩。將光強(qiáng)探頭裝在太陽能電池板位置，探頭輸出線連接至太陽能電池特性測試儀的“光強(qiáng)輸入”接口上。測試儀設(shè)置為“光強(qiáng)測量”。由近及遠(yuǎn)移動(dòng)支架，測量距光源一定距離的光強(qiáng)I，測量值記入表2中。將光強(qiáng)探頭換成單晶硅太陽能電池，測試儀設(shè)置為“電壓表”狀態(tài)。按測量光強(qiáng)時(shí)對(duì)應(yīng)的距離值，記錄開路電壓。測試儀設(shè)置為“電流表”狀態(tài)，記錄短路電流。將單晶硅太陽能電池?fù)Q成多單晶硅太陽能電池，重復(fù)測量。將多晶硅太陽能電池?fù)Q成非單晶硅太陽能電池，重復(fù)測量。畫出三種太陽能電池的開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系曲線。太陽能電池光V太陽能電池光A測量開路電壓測量短路電流開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系示意圖距離（cm）101520253035404550光強(qiáng)I(W/m2)

單晶硅開路電壓Voc(V)短路電流Isc(mA)多晶硅開路電壓Voc(V)短路電流Isc(mA)非晶硅開路電壓Voc(V)短路電流Isc(mA)表2太陽能電池開路電壓、短路電流隨光強(qiáng)變化關(guān)系單晶硅輸出電壓V

(V)00.20.40.60.811.21.41.6…輸出電流I(A)輸出功率P0(W)多晶硅輸出電壓V

(V)00.20.40.60.811.21.41.6…輸出電流I(A)輸出功率P0(W)非晶硅輸出電壓V

(V)00.20.40.60.811.21.41.6…輸出電流I(A)輸出功率P0(W)表3三種太陽能電池輸出特性根據(jù)表3數(shù)據(jù)作用3種太陽能電池的輸出伏安特性曲線及功率曲線。找出最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻值為最佳匹配負(fù)載。由計(jì)算填充因子。由計(jì)算轉(zhuǎn)換效率。