太陽能電池基本特性測定實(shí)驗(yàn)

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2、量。該實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)綜合設(shè)計(jì)性的普通物理實(shí)驗(yàn)，聯(lián)系科技開發(fā)實(shí)際，有一定的新穎性和實(shí)用價(jià)值，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 無光照時(shí)，測量太陽能電池的伏安特性曲線2. 測量太陽能電池的短路電流、開路電壓、最大輸出功率及填充因子3. 測量太陽能電池的短路電流、開路電壓與相對(duì)光強(qiáng)的關(guān)系，求出它們的近似函數(shù)關(guān)系?！緦?shí)驗(yàn)儀器】光具座、滑塊、白熾燈、太陽能電池、光功率計(jì)、遮光罩、電壓表、電流表、電阻箱【實(shí)驗(yàn)原理】太陽能電池能夠吸收光的能量，并將所吸收的光子的能量轉(zhuǎn)化為電能。在沒有光照時(shí), 可將太陽能電池視為一個(gè)二極管,其正向偏壓與通過的電流的關(guān)系為 (1)其中是二極管的反向飽和電流,是理想二極管參數(shù)

3、,理論值為1。是玻爾茲曼常量,為電子的電荷量,為熱力學(xué)溫度。（可令）由半導(dǎo)體理論知,二極管主要是由如圖所示的能隙為的半導(dǎo)體所構(gòu)成。 為半導(dǎo)體導(dǎo)電帶，為半導(dǎo)體價(jià)電帶。 當(dāng)入射光子能量大于能隙時(shí)，光子被半導(dǎo)體所吸收，并產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。 電子-空穴對(duì)受到二極管內(nèi)電場的影響而產(chǎn)生光生電動(dòng)勢，這一現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)。光電流示意圖太陽能電池的基本技術(shù)參數(shù)除短路電流和開路電壓外, 還有最大輸出功率和填充因子。最大輸出功率也就是的最大值。填充因子定義為 (2)是代表太陽能電池性能優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)。值越大,說明太陽能電池對(duì)光的利用率越高?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟】1.在沒有光源（全黑）的條件下，測量太陽能電池正向偏壓

4、時(shí)的特性（直流偏壓從）（1）設(shè)計(jì)測量電路圖，并連接。圖1（2）利用測得的正向偏壓時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)，畫出曲線并求出常數(shù)和的值。2.在不加偏壓時(shí)，用白色光照射，測量太陽能電池一些特性。注意此時(shí)光源到太陽能電池距離保持為（1）設(shè)計(jì)測量電路圖，并連接。圖2（2）測量電池在不同負(fù)載電阻下，對(duì)變化關(guān)系，畫出曲線圖。（3）求短路電流和開路電壓。（4）求太陽能電池的最大輸出功率及最大輸出功率時(shí)負(fù)載電阻。（5）計(jì)算填充因子3.測量太陽能電池的光電效應(yīng)與電光性質(zhì)在暗箱中（用遮光罩擋光），取離白光源20CM水平距離光強(qiáng)作為標(biāo)準(zhǔn)光照強(qiáng)度，用光功率計(jì)測量該處的光照強(qiáng)度;改變太陽能電池到光源的距離，用光功率計(jì)測量該處的光照強(qiáng)度

5、，求光強(qiáng)與位置關(guān)系。測量太陽能電池接受到相對(duì)光強(qiáng)度不同值時(shí)，相應(yīng)的和的值。（1） 設(shè)計(jì)測量電路圖，并連接。（2） 測量太陽能電池接受到相對(duì)光強(qiáng)度不同值時(shí)，相應(yīng)的和的值。（3） 描繪和與相對(duì)光強(qiáng)之間的關(guān)系曲線，求和與相對(duì)光強(qiáng)之間的近似關(guān)系函數(shù)。（4） 描繪和與相對(duì)光強(qiáng)之間的關(guān)系曲線，求和與相對(duì)光強(qiáng)之間的近似關(guān)系函數(shù)?！緮?shù)據(jù)記錄及處理】1全暗情況下太陽能電池在外加偏壓時(shí)伏安特性51015202530354045502.在不加偏壓時(shí)，在使用遮光罩條件下，保持白光源到太陽能電池距離20CM，測量太陽能電池的輸出電流對(duì)太陽能電池的輸出電壓的關(guān)系。太陽能電池在光照時(shí)，測量輸出功率與負(fù)載電阻的關(guān)系。3.測量太陽能電池和與相對(duì)光強(qiáng)的關(guān)系?！咀⒁馐马?xiàng)】 1. 連接電路時(shí)，保持太陽能電池?zé)o光照條件。2. 避免太陽光照射太陽能電池。3. 連接電路時(shí)，保持電源開關(guān)斷開?！舅伎碱}】1. 設(shè)計(jì)電路，利用兩節(jié)干電池，一個(gè)電壓表，一個(gè)電阻