太陽能特性測量實(shí)驗(yàn)

1、太陽能電池的特性測量一、課堂筆記的預(yù)習(xí)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）調(diào)整儀器：圖1實(shí)驗(yàn)儀器連接電流表，使電流表與電池、可變電阻串聯(lián)，調(diào)節(jié)量程為直流200mA.連接電壓表使之與電池并聯(lián)，調(diào)節(jié)量程為直流3V.連接鹵素?zé)襞c穩(wěn)壓源，使電池充分接受鹵素?zé)粽丈?。?）測量：接通電路，將可變電阻器阻值調(diào)為最小以實(shí)現(xiàn)短路，并調(diào)節(jié)鹵素?zé)綦娫摧敵龉β剩沟枚搪冯娏髟?5mA.逐步改變負(fù)載電阻值降低電流，分別讀取電流值、電壓值，記入表格。斷開電路，測量并記錄開路電壓。調(diào)節(jié)鹵素?zé)綦娫摧敵龉β史謩e使短路電流為35mA,25mA,15mA,并重復(fù)上述測量和數(shù)據(jù)記錄。在不同照度下，測量太陽能電池輸出功率P和負(fù)載電阻R的函數(shù)關(guān)系。三、數(shù)據(jù)

2、記錄春1：測呈太陽能電池的端電壓ufn通過負(fù)載電限的電壷i（短踣電流1$開踣電莊uo）ls=45nAUQ（V）二第一舉2.10內(nèi)容1234561/mA44.944.9dag44.942.537.0U/V0.010.460.921.34171.79R/00.210.220.529.840-0也4P/mW0J520.6541.3160.1772.2566.23Jpip?ls35mA;UofV)=2.03第二組實(shí)幽內(nèi)容12$4561/mA35.035.035.035.035.033.5U/V0.010.350.711.051391.66R/Q0310,020330.039.749.6P/mW0.35

3、12.2524,8536.7548.6555.61卻：31量衣陽能電池的端用壓U和通過負(fù)裁電阻的電流I闊踣電潦k開豁電壓UD）ls=45rTiA;UoV）=2-1第二數(shù)據(jù)78910iiI21329.526723.1Z0.810.917316,01.751781.831.84LB&1.881.8959.366779.2aa.s98.4106.7118.151.6317.5342.2735.5232.5230.24Hln喪1：測雖太陽能電池的端電壓U和通過負(fù)載電阻的電流I鹽路電流Is開路電壓U0)ls=45mA;Uo(V)=2/1第一ls=25mA;Uo(V)=7第三妙馳內(nèi)容1234561/mA2

4、4.924.924.924.924.924.9U/V0.010.250.510730.991.24R/O0.410.020.529.339.849.8P/mW0.256.2312.7018.1824.6530.88ls=15mA;Uo(第四妙刪川IV)=1.90內(nèi)容1234561/mA15.015.015.01S.015.015.0U/V0.010.150.300.450.600.74R/Q0.710.020.030.040.049.3P/mW0.152.254.S06.759.0011.1036gLng出73CO56coLn323CoCOU)1,困$ryg色8gLuQD-No3hjog8gL

5、OoOLsL60ixj2、0gsLu5uy二m川瞬餐5sOc&gLnO7g$iOi.LnOto5曙3Jgi.yio922；g5oLu3i.5OoZz冬1茁Orxj3電9Lng厶&二iu03E53站1一花smAeoMU百舶1111hocrs712CSbwe1U毎coLv雖13J23b5二J2出3苗6Cds5二5EC&6io二ro二7i.9p&7oocoob一二22Oru8KjJcoL3LruLL2b7rui-&lo5訂pL4苗8KjLkJLi.二DOCbCoUJ75sbfebax6gg羔藥LP3cnl、p2O四、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)，可以得到以下數(shù)據(jù)。斤“：同一短路電流下測得的最大

6、功率所對(duì)應(yīng)的變阻器阻值。用：內(nèi)阻阻值。1豊川：同一短路電流下測得的最大功率。J/:填充因子，用于表征光電轉(zhuǎn)換效率，越接近1,光電轉(zhuǎn)換效率越高。其中：R,=由以上敘述和公式可以得到以下表格。表2由原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)短路電流Is/mARmax/QRi/QRmax/RiPmax/mW(Uo*Is)/mWF=Pmax/(Uo*Is)F平均值4540.045.60.87872.2592.250.7830.7913549.658.00.85455.6171.050.7832568.578.80.86938.7949.250.78815108.9127.30.85523.2128.650.810當(dāng)短路電流I

7、s=45mA,35mA,25mA,15mA時(shí)，選取合適的樣本點(diǎn)繪制太陽能電池的伏安特性曲線如下。IS=45MA時(shí)的伏安特性曲線2.5IS=35MA時(shí)的伏安特性曲線353535353533.5f29.5*7叩23.1、818-90.511.52電壓U/V050433505221仙角電O1IS=25MA時(shí)的伏安特性曲線5000.511.5電壓U/VIS=15MA時(shí)的伏安特性曲線0.51電壓U/V1.51208642圖2不同短路電流下太陽能電池的伏安特性曲線可以看出，該伏安特性曲線與理想的伏安特性曲線相近。五、思考題1.溫度會(huì)對(duì)太陽能電池帶來什么影響？溫度會(huì)影響太陽能電池的開路電壓，短路電流，輸出功率。決定開路電壓大小的是半導(dǎo)體的禁帶寬度和費(fèi)米能級(jí)，由于溫度越高，其費(fèi)米能級(jí)越靠近價(jià)帶，所以溫度越高其開路電壓越小，也就是說，溫度-開路電壓二者的曲線大概是一個(gè)斜率為負(fù)值的直線。溫度與短路電流的關(guān)系是溫度越高短路電流越大，但是需要注意的是這里短路電流升高的趨勢要小于上面第一條中開路電壓下降的趨勢，也就是說溫度短路電流二者的曲線是一個(gè)斜率略微為正值的直線。因?yàn)闇囟壬叩臅r(shí)候開路電壓下降很厲害，其幅度比短路電流升高的幅度要大，所以在溫度升高的時(shí)候其總輸出功率是下降的，因?yàn)镻