PN結(jié)太陽能電池光生伏特效應(yīng)光譜特性及太陽能電池綜合參數(shù)測(cè)試

分?jǐn)?shù)：評(píng)卷入：率中釧技北茅研究生《電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)》課程報(bào)告題目：PN結(jié)太陽能電池光生伏特效應(yīng)光譜特性及太陽能電池綜合參數(shù)測(cè)試學(xué) 號(hào) 姓 名 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 院（系、所） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)量電池光生伏特效應(yīng)的光譜特性并分析影響光伏效應(yīng)的種種因素。測(cè)試AM1.5、稍小光強(qiáng)下的自制電池的I-V特性以及暗特性；完成實(shí)驗(yàn)并計(jì)算6個(gè)重要參數(shù)；并分析討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。二、 實(shí)驗(yàn)儀器：分光光度計(jì)7520型、恒溫樣品臺(tái)、I-V測(cè)試儀、函數(shù)記錄儀三、 太陽能電池材料及結(jié)構(gòu)：太陽能電池材料種類太陽電池的材料種類繁多，可以有非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa(1-x)Se2等半導(dǎo)體的、或三五族、二六族的元素鏈結(jié)的材料等。第一代太陽能電池發(fā)展最長(zhǎng)以，技術(shù)也最成熟。種類可分為單晶硅(MonocrystallineSilicon)、多晶硅(PolycrystallineSilicon)、非晶硅(AmorphousSilicon)。以應(yīng)用來說是以前兩者單晶硅與多晶硅為大宗，也因應(yīng)不同設(shè)計(jì)的需求需要用到不同材料(例：對(duì)光波長(zhǎng)的吸收、成本、面積等等)。第二代薄膜太陽能電池以薄膜制程來制造電池，種類可分為碲化鎘(CadmiumTellurideCdTe)、銅銦硒化物(CopperIndiumSelenideCIS、銅全銦家硒化物(CopperIndiumGalliumSelenideCIGS)、砷化家。第三代電池與前代電池最大的不同是制程中導(dǎo)入有機(jī)物和納米科技。種類有光化學(xué)太陽能電池、染料光敏化太陽能電池、高分子太陽能電池、納米結(jié)晶太陽能電池。第四代則針對(duì)電池吸收光的薄膜做出多層結(jié)構(gòu)。某種電池制造技術(shù)，并非僅能制造一種類型的電池，例如在多晶硅制程，既可制造出硅晶版類型，也可以制造薄膜類型。太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)光生伏特效應(yīng)簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)，它是半導(dǎo)體PN結(jié)的基本光學(xué)性質(zhì)之一。光伏效應(yīng)不僅存在于PN結(jié)中，而且還存在于所有含有內(nèi)建電勢(shì)的兩種固體材料的界面中。 如金屬-半導(dǎo)體接觸的肖特基勢(shì)壘也有此效應(yīng)。對(duì)于淺結(jié)二極管，當(dāng)光線垂直于結(jié)面照射時(shí)，光子進(jìn)入半導(dǎo)體內(nèi)，能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光子因本征吸收而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)(見圖1c)。勢(shì)壘區(qū)外一個(gè)擴(kuò)散長(zhǎng)度內(nèi)的光生少子受PN結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用均被掃到對(duì)邊，在n區(qū)和p區(qū)分別形成電子和空穴的積累，產(chǎn)生一光生電動(dòng)勢(shì)。此光生電動(dòng)勢(shì)又給PN結(jié)以正向偏壓，使PN結(jié)的勢(shì)壘降低。于是，在PN結(jié)內(nèi)部，既有由n區(qū)流向p區(qū)的光生電流1|，又有與II方向相反的正向電流If。在穩(wěn)定光照下，開路的PN結(jié)內(nèi)Il=If,，形成穩(wěn)定的光生電壓Voc。短路情況下，If=0,光生電流Il全部流經(jīng)外電路。這種由內(nèi)建電場(chǎng)引起的光電效應(yīng)稱為光生伏特效應(yīng)。太陽電池就是這種效應(yīng)最直接的應(yīng)用。太陽電池基本上就是一個(gè)大面積的PN結(jié)。N+P太陽電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。N+擴(kuò)散層為頂區(qū)，P型硅襯底為基區(qū)，PN結(jié)兩邊的耗盡層為勢(shì)壘區(qū)。實(shí)驗(yàn)中使用的是一塊面積2Acm2的太陽能電池板，PN結(jié)中N+表面有一層減反膜，膜表面有一層?xùn)判徒饘匐姌O，P表面覆蓋一層金屬電極(形成歐姆接觸)。利用柵型電極增加光注入，減反射膜減少硅表面光反射損失。由于太陽光在高能區(qū)(波長(zhǎng)0.4至0.8微米范圍內(nèi))存在強(qiáng)輻照，所以設(shè)計(jì)為淺結(jié)Pn結(jié)可提高電池高能光譜效應(yīng)。在這種結(jié)構(gòu)下，太陽光照在半導(dǎo)體 p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，光生空穴流向p區(qū)，光生電子流向n區(qū)，接通電路后就產(chǎn)生電流。金屬柜電極(a)硅龍陽電池(b)截面圖vl■篁采用的太陽電治培枸金屬柜電極(a)硅龍陽電池(b)截面圖vl■篁采用的太陽電治培枸圖1太陽能電池基本結(jié)構(gòu)太陽能電池等效電路圖2(a)圖2(a)是利用PN結(jié)光生伏特效應(yīng)做成的理想光電池的等效電路圖，圖中把光照下的 p-nIIl，Rl為外負(fù)載。這個(gè)結(jié)看作一個(gè)理想二極管和恒流源并聯(lián)，恒流源的電流即為光生電流效電路的物理意義是：太陽能電池光照后產(chǎn)生一定的光電流II，其中一部分用來抵消結(jié)電流Ij,另一部分即為供給負(fù)載的電流Ir。其端電壓V、結(jié)電流I以及工作電流I的大小都與負(fù)載電阻R有關(guān)，但負(fù)載電阻并不是唯一的決定因素。而實(shí)際的太陽能電池，由于前面和背面的電極和接觸，以及材料本身具有一定的電阻率，基區(qū)和頂層都不可避免的要引入附加電阻。流經(jīng)負(fù)載的電流，經(jīng)過它們時(shí)，必然引起損耗。在等效電路中，可將它們的總效果用一個(gè)串聯(lián)電阻Rs來表示。由于電池邊沿的漏電和制作金屬化電極時(shí)，在電池的微裂紋、劃痕等處形成的金屬橋漏電等，使一部分本應(yīng)通過負(fù)載的電流短路，這種作用的大小可用一并聯(lián)電阻Rsh來等效。則實(shí)際的光電池的等效電路如圖2(b)所示。p-n結(jié)光生伏特效應(yīng)最主要的應(yīng)用是作為太陽能電池。太陽輻射的光能有一個(gè)光譜分布，禁帶寬度越窄的半導(dǎo)體，可以利用的光譜越廣。但是，禁帶寬度 Eg太小的話相應(yīng)能產(chǎn)生的光電動(dòng)勢(shì)又會(huì)比較小。反之，Eg大的半導(dǎo)體，雖然VQC可以提高，但可以利用的太陽光譜范圍就會(huì)比較小。也就是說，開路電壓Voc隨Eg的增大而增大，但另一方面，短路電流密度Jsc隨Eg的增大而減小。結(jié)果是可期望在某一個(gè)確定的g處出現(xiàn)太陽能電池效率的峰值。四、太陽能電池光譜響應(yīng)半導(dǎo)體GaAs和Si對(duì)各種不同波長(zhǎng)入的光的吸收系數(shù)a有圖3所示的分布。而只有勢(shì)壘區(qū)兩側(cè)一個(gè)擴(kuò)散長(zhǎng)度范圍內(nèi)光產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)才可以被電極收集形成光電流，譜響應(yīng)范圍：400-1000nm。輸出特性：Voc隨光強(qiáng)增加很快趨于飽和，與面積無關(guān)。Isc與光強(qiáng)和光照面積成正比。hi?(eV)圖3半導(dǎo)體GaAs和Si對(duì)各種不同波長(zhǎng)入的光的吸收系數(shù)a太陽光譜中，不同波長(zhǎng)的光具有的能量是不同的，所含的光子的數(shù)目也是不同的。因此，太陽能電池接受光照射所產(chǎn)生的光子數(shù)目也就不同。為反映太陽能電池的這一特性，引入了光譜響應(yīng)這一參量。太陽電池的光譜響應(yīng)又分為等量子光譜響應(yīng)和等能量光譜響應(yīng)。表示一定波長(zhǎng)的入射光子所能產(chǎn)生并被收集的電子數(shù)為等量子光譜響應(yīng),99酬伉）。表示單位能量某一波長(zhǎng)的光照到電池上所產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度為等能量光譜響應(yīng),入］⑷竺0（枷這樣我們得到光電流密度為 ’其中10（入）是陽光中波長(zhǎng)為入，帶寬為d入的入射光子數(shù)。從以上兩式可以得到電池光電流是由太陽光譜分布和電池光譜的響應(yīng)兩大因素決定的。獨(dú)立于太陽光譜外的電池光譜響應(yīng)，是電池自身所有影響光生非子產(chǎn)生和收集的諸因素的概括。這些因素的定量分析，必須依賴單色光電流的理論描述，通過連續(xù)性方程可求解。在給定波長(zhǎng)下，單位光譜帶寬的電池光電流由三部分組成： N區(qū)少子空穴電流、P區(qū)少子電子電流、勢(shì)壘區(qū)光產(chǎn)生非子電流。從表達(dá)式中可以看到光電池單色光電流響應(yīng)是其材料參數(shù)（禁帶寬度，擴(kuò)散系數(shù)，壽命，電阻率，吸收系數(shù)）。五、負(fù)載I特性1■電池伏-安特性（a）電池的光特性和暗特性圖（a）電池的光特性和暗特性（b）補(bǔ)償法測(cè)得的電池光特性負(fù)載特性就是太陽電池在外接負(fù)載情況下的伏安特性。它能全面反映電池的 PN結(jié)特性及歐姆接觸電阻等分布參數(shù)，是電池最主要的特性。它的測(cè)量能給出電池最大輸出功率、光電轉(zhuǎn)換效率、電池串聯(lián)電阻以及PN結(jié)的特性參數(shù)。負(fù)載電流|二■一々，其中I：—j譏1?A是PN結(jié)質(zhì)量因子;當(dāng)R=0時(shí)，V=0,IF=0,得ISC=IL；4A"T4A"TI當(dāng)只=時(shí)，1=0,IF=IL=ISC，電池開路，此時(shí)得到開路電壓2■補(bǔ)償法原理負(fù)載特性測(cè)量有直接法和補(bǔ)償法。因直接法不能實(shí)現(xiàn)開路狀態(tài)，也達(dá)不到短路效果，而補(bǔ)償法能測(cè)得完整的負(fù)載特性曲線，且補(bǔ)償法還有助于深入理解太陽電池的工作機(jī)理， 還可以進(jìn)行暗特性的測(cè)量，所以我們選擇補(bǔ)償法進(jìn)行測(cè)量。太陽電池在光照下的伏安特性稱為光伏安特性，無光照時(shí)的伏安特性稱為暗伏安特性，圖4(a)給出了這兩種伏安特性的曲線。電池光伏安特性曲線是電池光生電流隨電壓變化的曲線。因?yàn)楣怆娏髋c正向電流方向相反，所以對(duì)光生電流而言，電流軸要反過來，如圖4(b)所示補(bǔ)償法是基于電池負(fù)載特性分析所引出的方法。理想電池相當(dāng)于一個(gè)電流為Il的恒流源與只正向二極管的并聯(lián)。TOC\o"1-5"\h\z100 %00 500冊(cè)(b)圖5直接法測(cè)電池負(fù)載特性(a)直接法電路圖；(b)直接法測(cè)得負(fù)載特性@! 1!R 1--1 o 6圖6補(bǔ)償法線路圖補(bǔ)償法的測(cè)試電路如圖6所示,它實(shí)際上就是兩個(gè)阻值相同的電阻r串聯(lián)后與電位器的總電阻R'及穩(wěn)壓電源E并聯(lián)，然后由電位器的滑動(dòng)臂和兩個(gè)電阻r的連接點(diǎn)引出一個(gè)支路，與電池、取樣電阻(R)一起構(gòu)成一個(gè)形如惠斯頓電橋的電路。其電池、取樣電阻支路就等同于惠斯頓電橋的檢流計(jì)支路，所不同的是，這個(gè)支路帶有象征直流電源的光電池。我們把圖 4中的電池和取樣電阻支路斷開后，從a,b兩個(gè)端點(diǎn)看進(jìn)去(圖中虛線部分)，它是一個(gè)由線性元件構(gòu)成

的有源二端網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)戴維南定理，它可以由一個(gè)等效電壓源代替。等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，其內(nèi)阻等于電源 E短路時(shí)的等效電阻。當(dāng)a處于中間位置時(shí)，Vab=0,電池取樣電阻支路1=0,V=Voc；當(dāng)Va>Vb，電池支路正偏，I=Il-If<0,I-V曲線進(jìn)入第四象限；當(dāng)VavVb，電池支路反偏，『卜皓逐漸增大，當(dāng)Vab的反向電壓剛好等于取樣電阻R上的電壓時(shí)，PN結(jié)零偏。If=0，1=If=ISC，稱為短路電流；當(dāng)Vab進(jìn)一步變負(fù)，PN結(jié)負(fù)偏，I-V曲線進(jìn)入第二象限所以，通過改變pn結(jié)偏壓，能夠測(cè)得完整的負(fù)載特性曲線，而且還可以進(jìn)行暗特性的測(cè)量。六、系統(tǒng)原理光譜響應(yīng)系統(tǒng)原理電池的電流光譜響應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)由光源、分光光度計(jì)和微安表組成（如圖7）。分光光度計(jì)含有兩種光源（鴇燈和氘燈），它能提供波長(zhǎng)從195nm到100Onm的單色光，并可根據(jù)需要切換氘燈和鴇燈。在鴇燈光源下，不同波長(zhǎng)、不同狹縫下的單色光能量，事先已用光能量計(jì)測(cè)量好，并且已制成表格供實(shí)驗(yàn)者用。微安表用來讀取電池單色光短路電流。分光光度計(jì)中的單色儀是利用分光棱鏡的色散作用，把復(fù)色光分解成單色光，通過波長(zhǎng)鼓輪的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)分光棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使經(jīng)過分光所得到的一組色帶在出射狹縫平面上移動(dòng)。 對(duì)應(yīng)于鼓輪一定的轉(zhuǎn)角，便使得相應(yīng)波長(zhǎng)的那部分準(zhǔn)單色光射出狹縫， 落到太陽電池的表面，提供給測(cè)試者使用。分光光裹計(jì)圖7直流法測(cè)量太陽能電池光譜響應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2■太陽能電池測(cè)試系統(tǒng)補(bǔ)償法的實(shí)驗(yàn)電路如圖8所示。這一電路是為全面測(cè)量電池的光、暗特性而設(shè)計(jì)的，同時(shí)為了比較，還附加了直接法測(cè)量電路。所有這些特性曲線均可用記錄儀記錄。其電壓值由直流數(shù)字電壓表讀取，電流值由毫安表測(cè)得的短路電流 isc定標(biāo)。實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)備有：a.樣品臺(tái)及溫控系統(tǒng)b.測(cè)試控制儀c模擬太陽光(鴇燈)及穩(wěn)壓電流d.DC穩(wěn)壓電流及數(shù)子電壓表e.函數(shù)記錄儀(X接電壓，丫接電流)圖8太陽電池I-V特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路圖10CJL尢陽電迪的工柞范圍20nj/I―I―I―j—；_"0.3 0-5 0.1 a9L1波長(zhǎng)(PB)圖9各種模擬光源的光譜、光強(qiáng)的比較上空氣質(zhì)量為零(AMO)時(shí)的太陽光譜曲線占沒有濾光層的鴇燈光譜曲錢已帶3師厚硫酉襄銅水溶液濾光層的鴇燈光譜曲線實(shí)驗(yàn)過程中采用模擬太陽光，這里采用經(jīng)0.3~0.5%硫酸銅水溶液濾去部分紅外光的碘鴇燈光源，其光譜曲線如圖9所示。實(shí)驗(yàn)中借助于“標(biāo)準(zhǔn)”電池調(diào)節(jié)光源電壓或調(diào)節(jié)硫酸銅水溶液的量，使其模擬太陽光為AM1.5的光譜照度或其它所需照度。AM1.5是指大氣質(zhì)量為1.5。它是表征太陽實(shí)際輻照條件的量。因?yàn)榇髿鈱又写嬖诖罅康乃魵狻⒍趸?、氧氣、臭氧和塵埃，當(dāng)太陽光通過大氣層時(shí)，它們將對(duì)太陽輻射產(chǎn)生吸收、散射或反射，使太陽的輻照度被削弱。其削弱的程度與太陽光通過大氣層的距離有關(guān)。對(duì)于同樣的大氣層厚度，太陽光直射和斜射通過大氣層的距離是不相同的。故用大氣質(zhì)量(AM)，即太陽光斜射通過大氣層的距離與太陽光直射通過大氣層的距離之比，來表征太陽的實(shí)際輻照條件。七、實(shí)驗(yàn)步驟，現(xiàn)象及問題分析太陽能光譜打開光源穩(wěn)流穩(wěn)壓源（已選鴇燈。其他無需打開）。將太陽電池樣品夾于暗室內(nèi)，處于光路中，外接微安表；讓波長(zhǎng)（轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕 1）為500-600nm的范圍，使光斑正射于電池上。現(xiàn)象：微安表指針偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生光電流問題分析：微安表指針反轉(zhuǎn)，這時(shí)由于電極反接了，應(yīng)及時(shí)換接電極。（用電流表判斷電池極性）選擇適當(dāng)?shù)莫M縫寬度。一般短波段選較大狹縫，長(zhǎng)波段選較小狹縫。方法為：將波長(zhǎng)鼓輪旋到1000nm處，然后調(diào)節(jié)狹縫旋鈕，使微安表指針至80uA或稍大。從波長(zhǎng)400nm開始，以25nm間隔，改變波長(zhǎng)。現(xiàn)象：微安表示數(shù)先增大后減小選定波長(zhǎng)后，即可讀出對(duì)應(yīng)的微安Jsc值。記錄選定狹縫下的波長(zhǎng)及Jsc。由狹縫、波長(zhǎng)值，查表并記錄各單色光光能量值。上機(jī)做數(shù)據(jù)處理。問題分析：最后數(shù)據(jù)處理時(shí)出現(xiàn)Ln=NaNum的錯(cuò)誤，這是由于400nm和425nm的電流數(shù)據(jù)很小是正常的，但是不應(yīng)該是0，而如果兩個(gè)都是零的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)把線性區(qū)間定位400nm-425nm,這時(shí)Ln、Sn就無法求解。太陽能電池準(zhǔn)備a） 將太陽能電池放在工作臺(tái)上，已放置好（不要用手模電池）b） 把X軸，Y軸旋至短路檔，打開函數(shù)記錄儀，分別旋動(dòng)兩個(gè)調(diào)零旋鈕,定原點(diǎn)。落筆畫出X、Y軸,抬筆回原點(diǎn),然后關(guān)閉函數(shù)記錄儀電源。c） 選量程，X調(diào)至50mV/cm檔，Y調(diào)至5mV/cm檔d） 打開各部分電源，把儀器的相關(guān)控制鈕調(diào)至正確位置。（溫控器風(fēng)扇選“開”；DC穩(wěn)壓電流調(diào)為5V;測(cè)試控制儀選擇“補(bǔ)償法”）測(cè)試Voc及Isc（強(qiáng)，弱光）a） 把控光穩(wěn)壓電源慢慢調(diào)至8A（AM1.5）；b） 把測(cè)試控制儀旋至Voc檔，在DC電壓表上讀出Voc值；c） 把測(cè)試控制儀旋至Isc檔，在測(cè)試控制儀電流表上讀出Isc畫出不同光強(qiáng)下三條I—V特性曲線a） 將測(cè)試控制儀調(diào)至I-V檔，先在函數(shù)記錄儀抬筆狀態(tài)下，調(diào)節(jié)測(cè)試控制儀上可變電阻，試畫曲線，在合適位置落筆，畫出完整曲線。 （曲線畫完將可變電阻調(diào)到3-7點(diǎn)處）b） 調(diào)節(jié)控光穩(wěn)壓器電流，減弱光強(qiáng)使丫軸小于原光強(qiáng)約1cm（抬筆調(diào)可變電阻）。重復(fù)a步驟的操作，畫出曲線。（曲線畫完將可變電阻調(diào)到3-7點(diǎn)處）c） 調(diào)節(jié)光控穩(wěn)壓器至最低，將其關(guān)閉。把黑布小心的覆蓋在電池上，將電池避光，把記錄儀丫軸的兩線交換，然后再重復(fù)a步操作，畫出曲線。d） 畫好曲線后，將可變電阻調(diào)到3—7點(diǎn)處，再關(guān)記錄儀電源、燈源，避免記錄儀碰撞。問題分析：1.畫曲線過程中可能發(fā)現(xiàn)曲線是雜亂的，雖然多描幾次圖形趨勢(shì)還是比較正確的但是圖形雜亂。這是由于太陽能電池放置太久，損耗很大，表面不規(guī)則，光電流不穩(wěn)定所致。在畫暗電流時(shí)，一直是直線。檢查一下發(fā)現(xiàn)丫軸兩線忘記交換了，而暗電流是第四象限曲線，所以需要反方向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)控光穩(wěn)壓器電流旋鈕，使其繪制到第一象限。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，電流表大小一直不正確。后來發(fā)現(xiàn)這是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備線有些虛接。當(dāng)重新接一下引線后，電流顯示正常。說明設(shè)備的導(dǎo)線也有些老化。八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析1.太陽能光譜a）測(cè)Ln:表1 “pn結(jié)光生伏特效應(yīng)光譜特性研究” 測(cè)量Ln數(shù)據(jù)表序號(hào)波長(zhǎng)/nm電流/uA功率/uWQq（入）1/Qq（入）a（入）1/a（入）-L 14000.58.550.1812595.516976/ufl948636/儺1318

2425116.090.1813055.5155651.5953250.6268313「450227.50.2003734.9906861.312792「0.761735:4475456.40.1851155.4020391.0846890.92192355006.5102.60.1570916.3657420.8990031.1123436:525「10.5:153.40.1616446.1864340.746765:1.339109:7550162000.1803365.5452060.6211821.6098358575222610.1817485.5021280.517041.9340849:60032.53520.1907855.24150.430297「2.323978「1062539.54840.1618926.1769390.3577772.79503711650456180.1388887.200030.2969693.36735512:675537540.1291097.7454070.245865「4.0672721182118.4594730.2028484.92979114725679930.1153838.6667740.1666076.0021431517507511210.1105999.0417110.13607」7.349169」167757812020.1038119.6328890.1103559.061642178008012890.09618410.3967580.08873511.26951418:8258114050.08663811.5422440.070603「14.163686:19n8507915210.07575913.199760.055453[18.033165:208757516390.06483815.4230670.04286123.33136421「9007017130.05629317.7642480.032467:30.800765「229256117510.04669421.4162310.02396841.722841239504717170.03572427.9924590.01710658.46051524「9754316150.03385729.5361370.0116685.7620862510003415010.02808435.6079340.007443134.354427選取的狹縫寬度為 1.70mm線性區(qū)域的波長(zhǎng)范圍是 700nm950nm,Ln=17.600874umb）測(cè)Sn：利用1）中的線性范圍，算出Sn結(jié)果如下:表2 “pn結(jié)光生伏特效應(yīng)光譜特性研究”測(cè)量Sn數(shù)據(jù)表I入/nmSn/um13700-19885.37614725-19885.37615750-19885.37616775-19885.37617800-19885.37618825-19885.37619850-19885.37620875-19885.37621900-19885.376

22925-19885.37623950-19885.376表3 “pn結(jié)光生伏特效應(yīng)光譜特性研究”測(cè)量Sp數(shù)據(jù)表1入/nmSp/um1400-606425.48424251369171.8013450111774.679447574281.191550077315.055652525855.3567550-4594.3858575-14744.836C)實(shí)驗(yàn)曲線:在穩(wěn)定光照下，開路的PN結(jié)內(nèi)Il=If，,形成穩(wěn)定的光生電壓Vg短路情況下，If=0,光生電流II全部流經(jīng)外電路。光譜響應(yīng)是表示不同波長(zhǎng)的光產(chǎn)生電子空穴對(duì)的能力。太陽能電池的光譜響應(yīng)就是某一波長(zhǎng)的光照射到PN結(jié)表面時(shí)，每一光子平均所能收集的載流子數(shù)。等量子光譜響應(yīng)Qq()表示波長(zhǎng)為的一個(gè)光子入射到電池上所收集到的平均光電子數(shù)。 從表中數(shù)據(jù)可以看出，從400nm-1000nm,隨著波長(zhǎng)的增大，響應(yīng)Qq()逐漸減小，吸收數(shù)減躲逐漸減小，1/Qq()與1A'之間的曲線如圖10所示。太陽能電池iu:11.KB■■bJ|■■■■■■■kva晡Ms□幫..=Btai：llImjim■?iu:11.KB■■bJ|■■■■■■■kva晡Ms□幫..=Btai：llImjim■?HUI圖11實(shí)驗(yàn)所得I-V曲線根據(jù)曲線及數(shù)據(jù)和公式計(jì)算并分析太陽電池 6個(gè)重要參數(shù)。a）最大輸出功率和最佳負(fù)載在AM1.5的曲線上，根據(jù)各點(diǎn)的|心乘積值最大，得Vm=0.33V,lm=65mA，所以九一叮=e&mA=5080,4=4=65恥'X033P