太阳能电池基本特性测定实验.

1、m创喷咖%理中文Word文會库本文由【中文 word 文档库 】 搜集整理。 中文 word 文档库 免费提供海量教学资料、行业资料、范文模板、应用文书、考试学习和社会经济等word文档太阳能电池基本特性测定实验太阳能是一种新能源， 对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。目前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。利用太阳能发电目前有两种方法，一是利用热能产生蒸气驱动发电机发电，二是太阳能电池。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。为此,我们尝试在普通物理实验中开设了太阳能电池的特性研究实验，介绍太阳能电

2、池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。 该实验作为一个综合设计性的普通物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣。【实验目的】1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线2. 测量太阳能电池的短路电流Isc、开路电压UOc、最大输出功率Pmax及填充因子FF3. 测量太阳能电池的短路电流Isc、开路电压U OC与相对光强 J J0的关系，求出它们的近似函数关系。【实验仪器】光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、光功率计、遮光罩、电压表、电流表、电阻箱iitford文档库【实验原理】太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。在没有光照时,可

3、将太阳能电池视为一个二极管，其正向偏压u与通过的电流I的关系为/ qU、1=1。e而-1(1)I)其中I。是二极管的反向饱和电流，n是理想二极管参数，理论值为1。K是玻尔兹曼常量，q 为电子的电荷量，T为热力学温度。(可令 二爲)由半导体理论知，二极管主要是由如图所示的能隙为Ec-Ev的半导体所构成。 EC为半导体导电带， Ev为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸收，并产生电子-空穴对。 电子-空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一 现象称为光伏效应。|&电于1甘电帯苗J1光电流示意图太阳能电池的基本技术参数除短路电流I sc和开路电压U OC外，还有最大输出

4、功率Rax和填充因子FF。最大输出功率Pmax也就是IU的最大值。填充因子 FF定义为FF值越大，说明太阳能电池对光的利用FF = fax.I scU OCFF是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。 率越高。,：p，77 职讪PJjJ犁 中文Word文档库I -U特性(直流偏压从【实验内容及步骤 】1. 在没有光源(全黑)的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的0 -3.0V)(1 )设计测量电路图，并连接。 中文 word 文档库，海量 word 文档免费下载(2) 利用测得的正向偏压时I -U关系数据，画出I -U曲线并求出常数1 =冷 和I0的值。2. 在不加偏压时，用白色光照射，测量太阳

5、能电池一些特性。注意此时光源到太阳能电池距离保持为20cm(1 )设计测量电路图，并连接。rij图2(2)测量电池在不同负载电阻下，I对U变化关系，画出I -U曲线图。(3)求短路电流Isc和开路电压Uy 。(4)求太阳能电池的最大输出功率及最大输出功率时负载电阻。(5)计算填充因子3. 测量太阳能电池的光电效应与电光性质在暗箱中(用遮光罩挡光)，取离白光源20CM水平距离光强作为标准光照强度，用光功率计测量该处的光照强度 J。；改变太阳能电池到光源的距离，用光功率计测量该处的光照强度中文Word文档库J，求光强J与位置关系。测量太阳能电池接受到相对光强度J Jo不同值时，相应的Isc和Uoc

6、的值。（1）设计测量电路图，并连接。（2）测量太阳能电池接受到相对光强度J J0不同值时，相应的Isc和Uoc的值。（3）描绘Isc和与相对光强J Jo之间的关系曲线，求Isc和与相对光强 J Jo之间的近 似关系函数。（4）描绘Uoc和与相对光强J Jo之间的关系曲线，求 Uoc和与相对光强J Jo之间的近似关系函数。【数据记录及处理】1 全暗情况下太阳能电池在外加偏压时伏安特性U (V)I （从）5101520253035404550U(V)1)2. 在不加偏压时，在使用遮光罩条件下， 保持白光源到太阳能电池距离 20CM测量太阳能电 池的输出电流对太阳能电池的输出电压的关系。 太阳能电池在光照时， 测量输出功率与负载 电阻的关系。中文word文档库，海量word文档免费下载中文Word文档库P(mW)R( K1)3. 测量太阳能电池 和Uy与相对光强J J0的关系。P(mW)R( K1)中文Word文档库【注意事项】1. 连接电路时，保持太阳能电池无光照条件。2. 避免太阳光照射太阳能电池。3. 连接电路时，保持电源开关断开。【思考题】1. 设计电路，利用两节干电池，一个电压表，一个电阻箱来测量太阳能