太陽能電池特性

1、太陽能電池特性實(shí)驗(yàn)?zāi)茉炊倘杯h(huán)境污染 太陽能光伏發(fā)電是可以預(yù)見的清潔能源利用最好方案。太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏(Photovoltaic，photo 光線，voltaics 電力，縮寫為PV)，簡稱光伏。 本實(shí)驗(yàn)主要研究多晶硅多晶硅，非晶非晶硅硅兩種太陽能電池的特性。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?. 1.測量太陽能電池的暗伏安特性；測量太陽能電池的暗伏安特性；2. 2.測量開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系的；測量開路電壓、短路電流與光強(qiáng)關(guān)系的；3. 3.測量太陽能電池輸出特性。

2、測量太陽能電池輸出特性。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 太陽光電池的發(fā)電原理是利用太陽電池吸收0.4m1.1m波長(針對(duì)硅晶)的太陽光，將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。 太陽能電池是一種可以將能量轉(zhuǎn)換的光電元件，由運(yùn)用P型與N型半導(dǎo)體接合而成的，其基本結(jié)構(gòu)就是一個(gè)大面積的P-N結(jié)。 N 勢壘電場方向 空間電荷區(qū) P 圖 1 半導(dǎo)體 P-N 結(jié)示意圖 光源（碘鎢燈）、電壓源、電流表、太陽能電池、電壓/光強(qiáng)表、遮光罩、滑動(dòng)支架、導(dǎo)軌、可變電阻箱等實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 1. 開路電壓open-circuit voltage ( VOC )：太陽能電池處于開路狀態(tài)時(shí)兩端電壓，即負(fù)載斷開時(shí)測得的最大電壓 2. 短

3、路電流short-circuit current (ISC)：太陽電池處于短路狀態(tài)時(shí)流過的電流，即負(fù)載電阻為零時(shí)測得的最大電流。 光伏電池的主要性能參數(shù)有開路電壓光伏電池的主要性能參數(shù)有開路電壓VOC、短路短路電流電流ISC、最大輸出功率最大輸出功率Pmax、填充因子填充因子F.F、能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換效率效率s(%)等等。 輸出電流 I Pmax （輸出功率） ISC VOC 輸出電壓 V 圖 2 太陽能電池的輸出特性 3. 輸出功率：太陽能電池的輸出功率為輸出電壓與輸入電壓的乘積。輸出電壓與輸出電流的最大乘積值稱為最大輸出功率Pmax 。4. 填充因子Fill Factor (F.F)，是太陽

4、能電池性能優(yōu)劣的重要參數(shù)，其值越大，電池的光電轉(zhuǎn)換效率越高。scmax.IVPFFoc 5. 能量轉(zhuǎn)換效率Power Conversion Efficiency (s(%) )：太陽電池的最大輸出功率和入射光的功率之比。 %100%maxinsPP2003. 0mS * * 測太陽能輸出特性實(shí)驗(yàn)時(shí)，選測太陽能輸出特性實(shí)驗(yàn)時(shí)，選30cm30cm處的光強(qiáng)處的光強(qiáng)SIPin其中I為光強(qiáng)，S為面積實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 1. 太陽能電池的暗伏安特性測量太陽能電池的暗伏安特性測量伏安特性測量接線原理圖伏安特性測量接線原理圖注意注意：1.打開光源，用遮光罩罩住太陽能電池； 2.注意電路的連接；將

5、“電壓輸出”接口的兩根線互換，即加上反向電壓； 3.電流表量程建議為200mA ，表1僅需測量電壓為-7-3V時(shí)多晶硅多晶硅和非晶硅非晶硅的電流。表1 三種太陽能電池的暗伏安特性測量2. 2. 測試電池的開路電壓與短路電流測試電池的開路電壓與短路電流注意注意：1.打開光源開關(guān)，預(yù)熱5分鐘； 2.打開遮光罩，將光強(qiáng)探頭光強(qiáng)探頭裝在太陽能電池板位置，測試儀設(shè)為“光強(qiáng)測光強(qiáng)測量量”； 3.將光探頭換為多晶硅或非晶硅時(shí)，需要把測試儀設(shè)置為“電壓表”狀態(tài)表2 三種太陽能電池開路電壓與短路電流隨光強(qiáng)變化關(guān)系3. 3. 測試電池的輸出特性測試電池的輸出特性 （改變負(fù)載）（改變負(fù)載）注意：1.選距離為30cm進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； 2.邊做邊算，找出并標(biāo)注最大的輸出功率標(biāo)注最大的輸出功率，且之后需有兩組數(shù)據(jù)做支撐。 表3 3種太陽能電池輸出特性實(shí)驗(yàn) 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)2. 做太陽能電池輸出特性實(shí)驗(yàn)也就是表3時(shí)，要邊做邊算，找到最大值，并作標(biāo)注，且找到最大值后需要有兩組數(shù)據(jù)來支撐；3.