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太阳能电池基本特性研究实验报告

一、实验目的

本实验旨在研究太阳能电池的基本特性，包括太阳能电池的输

出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律、电池的光谱响应特性

以及太阳能电池的能量转换效率等。

二、实验原理

太阳能电池是一种半导体器件，主要由一个p型半导体和一个

n型半导体构成，在两种材料的交界面上形成一个PN结。当太阳

辐射射到PN结上时，电子受到能量激发而从P区向N区运动，

从而产生电势差，这就是太阳能电池的基本工作原理。

太阳能电池的输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律可以

用伏安特性曲线来表示。光谱响应特性可以通过将太阳能电池暴

露在具有不同波长的单色光下，测量电池对不同波长光的响应来

研究。太阳能电池的能量转换效率可以用输出电力与进入电力之

比来表示。

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三、实验器材

太阳能电池、恒流源、数字万用表、单色光源、光谱仪等。

四、实验步骤

1.使用数字万用表测量太阳能电池的开路电压和短路电流，并

记录数据。

2.将太阳能电池暴露在不同太阳辐射强度下，测量太阳能电池

的输出电流和电压，并记录数据。

3.将太阳能电池暴露在不同波长的单色光下，测量太阳能电池

的输出电流和电压，并记录数据。

4.使用光谱仪测量太阳能电池在不同波长光下的光谱响应，并

记录数据。

5.根据实验数据计算太阳能电池的能量转换效率，并进行比较

分析。

五、实验结果与分析

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1.输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律

随着太阳辐射强度的增大，太阳能电池的输出电流和电压都会

增加，但其增长趋势是不同的。当太阳辐射强度较小时，输出电

流的增长更加明显，而当太阳辐射强度较大时，输出电压的增长

更加明显。

2.光谱响应特性

太阳能电池对不同波长的光的响应是不同的，其响应度最大的

波长在可见光区域的绿黄色光波段。随着波长的偏离，响应度逐

渐降低。

3.能量转换效率

通过计算得到太阳能电池的能量转换效率为XX%，与实验数

据比较分析得知，太阳能电池的能量转换效率受到多种因素的影

响，例如光谱匹配、电路匹配、光伏电池的材料参数等。

六、实验结论

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1.太阳能电池的输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律呈

现出不同的增长趋势。

2.太阳能电池的光谱响应特性最大响应在可见光区域的绿黄色

光波段。

3.太阳能电池的能量转换效率受到多种因素的影响。

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