實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量

實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!一、簡(jiǎn)介太陽能電池的結(jié)構(gòu)以晶體硅太陽電池為例，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-1所示。晶體硅太陽電池以硅半導(dǎo)體材料制成大面積pn結(jié)進(jìn)行工作。一般采用n+/p同質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，即在約10cm×10cm面積的p型硅片（厚度—0.3μm）的經(jīng)過重參雜的n型層。然后在n型層上面制作金屬柵線，作為正面接觸電極。在整個(gè)背面也制作金屬膜，作為背面歐姆接觸電極。這樣就形成了晶體硅太陽電池。為了減少光的反射損失，一般在整個(gè)表面上再覆蓋一層減反射膜。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!二、簡(jiǎn)介光伏效應(yīng)當(dāng)光照射在距太陽電池表面很近的pn結(jié)時(shí)，只要入射光子的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬Eg，則在p區(qū)、n區(qū)和結(jié)區(qū)光子被吸收會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。如果外電場(chǎng)處于開路狀態(tài)，那么這些光生電子和空穴積累在pn結(jié)附近，使p區(qū)獲得附加正電荷，n區(qū)獲得附加負(fù)電荷，這樣在pn結(jié)上產(chǎn)生一個(gè)光生電動(dòng)勢(shì)。這一現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!5、太陽電池的等效電路實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!五、實(shí)驗(yàn)電路太陽能電池實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!分別測(cè)量以下幾種條件下光伏組件的伏-安特性曲線①輻射光源與光伏組件的距離為60cm；②輻射光源與光伏組件的距離為80cm；③輻射光源與光伏組件的距離為80cm，并且電池板轉(zhuǎn)過一角度（如30o度）；（演示實(shí)驗(yàn)）④輻射光源與光伏組件的距離為80cm，將兩組光伏組件串聯(lián)；⑤輻射光源與光伏組件的距離為80cm，將兩組光伏組件并聯(lián)。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1、數(shù)據(jù)記錄2、用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)3、畫出不同條件下的各種曲線（1）光伏組件的伏-安特性曲線；（2）光伏組件的輸出功率P隨負(fù)載電壓V的變化；（3）光伏組件的輸出功率P隨負(fù)載電阻R的變化。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!如：輻射光源與光伏組件的距離為80cm；伏安特性實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!功率與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!三、太陽電池的表征參數(shù)1、短路電流：Isc=IphIph為與入射光的強(qiáng)度成正比的光生電流，2、開路電壓：3、最大功率PmPm=ImVm式中Im和Vm分別為最佳工作電壓4、填充因子FF最大功率Pm與Isc與Voc乘積之比

FF=FF為太陽電池的重要表征參數(shù)，F(xiàn)F愈大則輸出的功率愈高。FF取決于入射光強(qiáng)、材料的禁帶寬度、理想系數(shù)、串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻等。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!四、太陽能電池的伏安特性實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!六、實(shí)驗(yàn)過程：將太陽光伏組件，負(fù)載電阻R0、R1、R2通過接線板連成回路，同時(shí)，把路端電壓連接到數(shù)據(jù)采集器CH1輸入端，把R0二端的電壓接入數(shù)據(jù)采集器CH2輸入端，并設(shè)置數(shù)據(jù)采集器X軸為CH1，Y軸為CH2。改變負(fù)載電阻R1和R2，采集流經(jīng)負(fù)載的電流I和負(fù)載上的電壓V，即可得到該光伏組件的伏-安特性曲線。測(cè)量過程中輻射光源與光伏組件的距離要保持不變，以保證整個(gè)過程中是在相同光照度下進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!關(guān)鍵步驟根據(jù)采集的圖像曲線變化情況，來調(diào)節(jié)R1或R2

在旋動(dòng)R1或R2時(shí)，注意旋動(dòng)的速度。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!確定不同條件下光伏組件的短路電流Isc，開路電壓Voc，最大功率Pm，最佳工作電流Im、工作電壓Vm及負(fù)載電阻Rm，填充因子FF，并將這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列在一表格內(nèi)進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!功率與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)十太陽電池伏-安特性測(cè)量共17頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!不同條件下的各物理量比較條件

Isc(mA)Voc(V)Pm(mW)Im(mA)Vm(V)Rm(Ω)FF距離為60cm

距離為80cm

132.879.544818.64