太阳能电池发电与光伏效应测定.DOC

实验指导书 太阳能电池发电与光伏效应测定 一、实验目的 1、了解。 2、。 3. 掌握。 二、实验原理 , 可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压与通过的电流的关系为 (1) 其中是二极管的反向饱和电流,是理想二极管参数,理论值为1。是玻尔兹曼常量,为电子的电荷量,为热力学温度。（可令） 由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为的半导体所构成。 为半导体导电带，为半导体价电带。 当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸收，并产生电子-空穴对。 电子-空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一现象称为光伏效应（如图1所示）。 图1 光电流示意图 太阳能电池的基本技术参数除短路电流和开路电压外, 还有最大输出功率和填充因子。最大输出功率也就是的最大值。填充因子定义为 (2) 是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。值越大,说明太阳能电池对光的利用率越高。 三、实验仪器 四、实验步骤 在没有光源（全黑）的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的特性（直流偏压从0-3.0 V）（1）设计测量电路图，并连接。 图没有光源条件下设计测量电路图（2）利用测得的正向偏压时关系数据，画出曲线并求出常数和的值。 2在不加偏压时，用白色光照射，测量太阳能电池特性注意此时光源到太阳能电池距离保持为（1）设计测量电路图，并连接。 图不加偏压设计测量电路图（2）测量电池在不同负载电阻下，对变化关系，画出曲线图。 （3）求短路电流和开路电压。 （4）求太阳能电池的最大输出功率及最大输出功率时负载电阻。 （5）计算填充因子3、测量太阳能电池的光电效应与电光性质 在暗箱中（用遮光罩挡光），取离白光源20水平距离光强作为标准光照强度，用光功率计测量该处的光照强度;改变太阳能电池到光源的距离，用光功率计测量该处的光照强度，求光强与位置关系。测量太阳能电池接受到相对光强度不同值时，相应的和的值。 设计测量电路图，并连接。 测量太阳能电池接受到相对光强度不同值时，相应的和的值。 描绘和与相对光强之间的关系曲线，求和与相对光强之间的近似关系函数。 描绘和与相对光强之间的关系曲线，求和与相对光强之间的近似关系函数。 五、习题 太阳能电池是由什么材料做成的？它的工作原理？ 何谓短路电流 ？何谓开路电压 ？何谓填充因子？如何计算太阳能电池的填充因子？ 如何求得太阳能电池的最大输出功率？最大输出功率与它的最佳匹配电阻有什么关系？ 多晶硅太阳能电池板与单晶硅太阳能电池板的区别？