氫氧燃料電池

試驗(yàn)結(jié)果、處理和分析：1、試驗(yàn)1:依據(jù)光源和太陽(yáng)能電池的距離以及入射光角度的變化測(cè)量太陽(yáng)能電池的光電流和短路電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)：距離/cm短路電流/mA開(kāi)路電壓/V太陽(yáng)能電池內(nèi)阻/Q563.002.7343.331031.202.5782.371517.702.47139.552012.802.42189.06257.902.34296.20306.062.29377.89354.482.21493.30403.602.15597.22試驗(yàn)圖像：a.開(kāi)路電壓-距離圖像：分析：由圖像可以看出，太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓隨距離的增加而減小，其變化規(guī)律可以在距離不超過(guò)40cm時(shí)近似為線性。經(jīng)計(jì)算，其斜率大約為-0.0166V/cm。造成曲線斜率略有起伏的緣由可能是試驗(yàn)中測(cè)量時(shí)的隨機(jī)誤差以及光源與太陽(yáng)能電池間的距離和角度有稍微的抖動(dòng)變化。b.短路電流-距離圖像：分析：由圖像可以看出，太陽(yáng)能電池的短路電流隨距離增大而減小，呈明顯的非線性關(guān)系，據(jù)估量可近似為反比例關(guān)系。采用excel軟件計(jì)算出的短路電流(mA)與距離(cm)之間的函數(shù)關(guān)系可近似為：c,太陽(yáng)能電池內(nèi)阻-距離圖像：分析：由圖像可以看出，距離越大，太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻越大，供應(yīng)電能的效率越低。其曲線變化關(guān)系從圖像中無(wú)法推斷。(3)總結(jié)：太陽(yáng)能電池板的空載電壓與電流都隨著距離增大而減小，內(nèi)阻隨著距離增大而增大。即距離越大，太陽(yáng)能電池板能供應(yīng)的功率和效率都越低。這里介紹一下太陽(yáng)能電池的工作原理：太陽(yáng)能電池工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。所謂光生伏特效應(yīng)就是當(dāng)物體受到光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照耀半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊消失電壓，叫做光生電壓。當(dāng)光照耀到pn結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部P-N結(jié)四周生成的載流子沒(méi)有被復(fù)合而到達(dá)空間電荷區(qū)，受內(nèi)部電場(chǎng)的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結(jié)果使n區(qū)儲(chǔ)存了過(guò)剩的電子，p區(qū)有過(guò)剩的空穴。它們?cè)趐-n結(jié)四周形成與勢(shì)壘方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)除了部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)的作用外，還使p區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是光生伏特效應(yīng)。當(dāng)把能量以光的形式加到純硅中時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)電子脫離其共價(jià)鍵并離開(kāi)原子。每有一個(gè)電子離開(kāi)，就會(huì)留下一個(gè)空穴。然后，這些電子會(huì)在晶格四周四處游蕩，查找另一個(gè)空穴來(lái)安家。這些電子被稱為自由載流子，它們可以運(yùn)載電流。將純硅與磷原子混合起來(lái)，只需很少的能量即可使磷原子（最外層五個(gè)電子）的某個(gè)“多余”的電子逸出，當(dāng)采用磷原子摻雜時(shí)，得到的硅被成為N型（“n”表示負(fù)電），太陽(yáng)能電池只有一部分是N型。另一部分硅摻雜的是硼，硼的最外電子層只有三個(gè)而不是四個(gè)電子，這樣可得到P型硅。P型硅中沒(méi)有自由電子。由于同一光源，光強(qiáng)與距離成反比，即距離越大，光強(qiáng)越小，所以，光源與太陽(yáng)能電池板的距離越大，太陽(yáng)能電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)接受的能量越低，產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)越少，光生電壓越?。ㄒ噪妷?距離曲線為體現(xiàn)），導(dǎo)電力量越差（以內(nèi)阻-距離圖像為體現(xiàn)），由于電流=電壓/內(nèi)阻，所以短路電流隨距離增加減小且體現(xiàn)出明顯的非線性。2、試驗(yàn)3：法拉第第肯定律和電解槽電解效率試驗(yàn)數(shù)據(jù)：氫氣體積/mL時(shí)間/s電壓/V電流/mA功率/mW1601.49053.179.119171201.49053.279.268183601.49053.379.417195191.49053.379.417206601.49053.379.417218101.49753.379.790229001.49753.479.9402311001.49653.279.5872412601.49653.179.4382513951.49653.179.4382615361.49662.693.6502716801.50062.693.9002819501.50262.694.0252920401.50262.994.4763021301.50282.5123.915試驗(yàn)圖像：功率-時(shí)間圖像：電流-時(shí)間圖像:由圖像可以看出，試驗(yàn)的前半段時(shí)間中，電解池的功率和電流基本不變，在約1400s之后，可能是由于光源與太陽(yáng)能電池板之間的距離和角度抖動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而使功率和電流變大。試驗(yàn)中電流與功率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)基本全都，說(shuō)明電壓是穩(wěn)定的，與測(cè)量結(jié)果相符。（3）計(jì)算與分析：3、試驗(yàn)4：法拉第第肯定律和燃料電池化合效率試驗(yàn)數(shù)據(jù)：氫氣體積/mL（標(biāo)記）時(shí)間/s電壓/V電流/mA功率/mW1100.74512.539.3350.50.82812.9310.70610.83912.9510.8651.50.84312.9910.95120.84613.0211.0152.50.84713.0711.07030.84713.0511.0533.50.84813.0011.02440.84813.0411.0584.50.84812.9510.98250.84713.0611.0625.50.84713.0411.04560.84712.9610.9776.50.84613.0010.99870.84613.0411.0327.50.84513.0110.99380.84413.0210.9898.50.84412.9810.95590.84312.9810.9429.50.84212.9510.904100.84112.9510.89110.50.84012.9410.870110.83912.9410.8571011.50.83812.9210.827120.83812.8810.79312.50.83812.9010.810130.83513.0010.85513.50.83412.9310.784140.83712.9110.80614.50.83312.7810.646150.83212.8110.65815.50.83012.8010.624160.82912.8510.65316.50.82812.8810.665170.82712.7410.53617.50.82612.8910.647180.82412.8010.54718.50.82312.8410.567190.82212.7310.46419.50.82112.