太阳能电池特性测量实验Word文档下载推荐.doc

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同析3栋318

实验时间

3月30日

小组成员

实验名称

太阳能电池特性测量实验

1．实验目的

1、了解太阳能电池的工作原理和使用方法；

2、掌握开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试方法；

3、掌握太阳能电池特性及其测试方法。

2．实验原理、实验流程或装置示意图

太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。

在没有光照时，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：

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。

由半导体理论知，二极管主要是由如图1-1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。

图1-1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：

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。

3．实验设备及材料

光电技术创新综合实验平台一台

太阳能电池模块一套

连接导线若干

4．实验方法步骤及注意事项

实验步骤：

1、开路电压测试

图1-2

（1）移动太阳能电池板，将其置于灯（模拟太阳光源）正下方；

（2）用2#连接导线直接将太阳能电池板与电压表连接（红-正，黑-负），连接如图1-2所示；

（3）列表记录电压值于表1-1，重复测量5次；

（4）拆除实验连线，还原实验仪器。

2、短路电流测试

图1-3

（2）用2#连接导线直接将太阳能电池板与电流表连接（红-正，黑-负），连接如图1-3所示；

（3）列表记录电流值于表1-1，重复测量5次；

3、开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试

（2）用2#连接导线直接将太阳能电池板与电压表及电流表连接（红-正，黑-负），连接如图1-2及图1-3所示，分别用于测量开路电压和短路电流；

（3）移动太阳能电池板（或灯），测量不同位置的开路电压、短路电流，同时将太阳能电池板移走，然后将照度表探头放置在太阳能电池板初始位置，测量其光照度并记录；

（4）列表记录电压值及电流值，大致以5cm为间距，由近至远移动太阳能电池板，测量10次；

（5）拆除实验连线，还原实验仪器。

4、伏安特性的测试及与最大输出功率的测试

图1-4

（2）用2#连接导线直接将太阳能电池板与电压表及电流表连接（红-正，黑-负），连接如图1-4所示；

（3）调节负载电阻，列表记录对应的电压值及电流值；

（4）完成步骤3后，移走太阳能电池板，然后将照度表探头放置在太阳能电池板初始位置，测量其光照度并记录；

（5）重复步骤3、4，进行多次测量；

（6）拆除实验连线，还原实验仪器。

5、负载特性的测试

（2）连接电路同实验1-4；

（3）调节负载电阻，列表记录对应的电压值及负载大小；

注意事项：

1、实验过程中严禁用导体接触实验仪裸露元器件及其引脚；

2、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验；

3、若照度计、电流表或电压表显示为“1＿”时说明超出量程，选择合适的量程再测量；

4、严禁将任何电源对地短路。

5．实验数据处理方法

本实验采用列表法处理数据

6．参考文献

[1]袁镇贺立龙.太阳能电池的基本特性.现代电子技术，2007,（16）:

163—165.

[2]苗建勋，李水泉，石发旺，曹万民，武金楼太阳能电池基本特性研究.《大学物理实验》1996年,（04）:

23-25.

[3]杭州精科仪器有限公司.太阳能电池特性实验仪说明书.

[4]杨金焕，于化丛，葛亮．太阳能光伏发电应用技术．北京：

电子工业出版社，

2008．

[5]杨德仁．太阳电池材料．北京：

化学工业出版社，2006．

[6]王长贵，王期成．太阳能光伏发电应用技术．北京：

化学工业出版社，2009．

二．实验报告

1．实验现象与结果

1、记录数据列表如表1-1所示，计算开路电压及短路电流的平均值；

表1-1开路电压及短路电流测试

次数

1

2

3

4

5

平均值

开路电压（V）

短路电流（mA）

2、开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的数据记录列表如表1-2所示，画出开路电压-照度曲线及短路电流-照度曲线；

表1-2开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试

位置（cm）

10

15

20

25

30

……

90

95

100

照度（Lx）

3、记录伏安特性的测试数据列表如1-3所示，画出曲线图，求短路电流和开路电压，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，求填充因子；

表1-3伏安特性的测试测试

电压（V）

电流（mA）

4、负载特性的测试数据列表并记录如表1-4所示，测量电池在不同负载电阻下，对变化关系，画出曲线图。

表1-4负载特性特性测试

负载（Ω）

2．对实验现象、实验结果的分析及其结论

3.实验总结

指导教师评语及评分：

签名：

年月日