單晶硅太陽電池性能測試實驗

1、實驗一、單晶硅太陽電池特性測試一、實驗?zāi)康?.了解單晶硅太陽電池的工作原理和結(jié)構(gòu)。 2.了解單晶硅太陽電池的外特性。3.了解單晶硅太陽電池外特性的影響因素。二、 實驗儀器1.單晶硅太陽電池板 一塊 2.單晶硅太陽電池陣列 一塊 3.光源(氙燈 一套 4.調(diào)壓器 一臺 5.數(shù)字萬用表 兩塊 6.定值變阻 若干 7.光輻射計 一塊 三、 實驗任務(wù)1. 模擬太陽光條件下,單晶硅太陽電池單電池的輸出外特性曲線。測量記錄日期、時間和地點,繪制電池的外形結(jié)構(gòu)圖并記錄電池幾何參數(shù) (用于計算電池面積 ,并記錄太陽光當時輻射強度,按照圖 1所示實驗原理圖 接線。(1 在室內(nèi)太陽光模擬器下,分別測試光強為 1

2、sun (1000 W/m2 、 0.5 sun (500 W/m2下的電池短路電流(I sc 和空載電壓(U oc ,以及輸出外特性曲線。(2 具體測量方法:分別在上述一定光強下,逐步改變電阻箱(負載的阻 值 R L ,分別測量電池兩端的 I 和 U 。根據(jù)測量結(jié)果繪制上述不同條件 下的電池外特性曲線。圖 1 單晶硅電池陣列外特性測試2. 自然太陽光條件下,單晶硅太陽電池單電池的輸出外特性曲線。(1選擇戶外有太陽光的地方,記錄天氣狀況,測試時間,并測試太陽 光輻射強度;(2改變單晶硅電池板與地平線的夾角,分別測量在 0o 、 30o 和 45o 夾 角下,電池的短路電流(I sc 和空載電壓

3、(U oc 。(3分別在上述夾角下,逐步改變電阻箱的阻值(即負載電阻 R L ,測 量不同電阻值下的電池兩端的 I 和 U ,以繪制上述不同條件下的電 池外特性曲線。3. 單晶硅太陽電池電池陣列板的的輸出外特性測量記錄日期、時間和地點;記錄太陽電池陣列的結(jié)構(gòu)與幾何尺寸,應(yīng)于 估算電池面積;記錄天氣狀況、太陽光當時輻射強度,按照圖 1所示實驗原理 圖接線。(1在太陽光照下,水平放置電池陣列板,先測試出在當前光照下的短路電 流(I sc 和空載電壓(U oc ,在逐步改變負載,測量電池陣列的輸出外 特性。(2用黑色遮光板遮住一半面積的陣列板,記錄電池的短路電流(I sc 和空 載電壓(U oc ,

4、進一步測量該條件下的外特性曲線。四、 實驗結(jié)果1.繪制單電池與陣列板串并聯(lián)方式簡圖,標明單電池與電池陣列的有效面 積。單電池有效面積:10.84cm2電池陣列有效面積:36*10.84cm22.整理實驗數(shù)據(jù),分別繪出單晶硅電池單電池、電池陣列板在不同測試條 件下的外特性。(1自然光條件下:0度 填充因子:0.45 效率:6.00% 圖一:0度單電池外特性單電池 30度 填充因子:0.44 效率:6.10% 圖二:30度單電池外特性單電池 45度 填充因子:0.43 效率:6.10% 圖三:45度單電池外特性(2單晶硅單電池室內(nèi)入射光強:100 mw/cm2 填充因子:0.19 效率:0.52%

5、 圖四:單晶硅單電池室內(nèi) 100 mw/cm2入射光強外特性入射光強:60mw/cm2填充因子:0.26效率:087% 圖五:單晶硅單電池室內(nèi) 60 mw/cm2入射光強外特性(3單晶硅模塊在自然光條件下填充因子:0.68效率:10.90% 圖六:單晶硅模塊自然光條下的外特性單晶硅模塊遮一半 填充因子:0.23 效率:0.05% 圖六:單晶硅模塊遮一半自然光條下的外特性3.根據(jù)測試數(shù)據(jù),分析模擬光強對單電池電池 I sc 和 U oc 的的影響,并分析 所測得的 I sc 和 U oc 的實驗數(shù)據(jù)是否復(fù)合理論結(jié)果。光強越大 , 電壓和電流都增大。符合理論結(jié)果。因為單晶硅單電池在室內(nèi) 100mw

6、/cm2下開路電壓時 0.556V ,短路電流時 95.6mA單晶硅單電池在室內(nèi) 60 mw/cm2下開路電壓時 0.51V ,短路電流時 79mA4.分析單電池電池板的放置角度對輸出特性、最大輸出功率的影響特征。 放置角度影響輸入光強,光強增加,電流增大 , 電壓不變 , 輸出功率增大 , 效率增大。但實驗數(shù)據(jù)表明實驗設(shè)置的三個角度下測得的填充因子和效率基本一 致。分別是:0度填充因子:0.45效率:6.00%單電池 30度填充因子:0.44效率:6.10%單電池 45度填充因子:0.43效率:6.10%分析原因是由于西安的緯度決定了所設(shè)置的 30度和 45度剛好處于最大 入射光強角度的兩邊,即入射光強基本一致。猜測另一個原因是:當天 測試環(huán)境下原本的太陽光就不強,即使發(fā)生電池與入射光的角度差異, 帶來的入射光強差基本可以忽略。5.分析單晶硅電池板一半面積被遮擋的情況下電池輸出性能變化原因,分 析單晶硅光伏單電池與電池陣列板輸出特性的差異及影響因素,了解串 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的特征。由于本組測試時是正午,用來遮擋電池板的擋光紙不能完全遮住太陽 光,電池在微弱的入射光下,產(chǎn)生了極小的電流。實驗結(jié)果得到單晶硅 模塊在遮一半時測得短路電流為 1.9mA 。另一方面,被遮擋