太阳能电池伏安特性-06-康刘胜

1、沈阳城市学院物理实验报告实验题目太阳能电池伏安特性研究姓 名康刘胜学 号131604106专业班级13建环1班实验室号D205实验成绩指导教师李军实验时间2014年 3 月 5 日物理实验室制 实验目的（1）了解太阳能电池的基本特性。（2）测绘太阳能电池的光照伏安特性。 实验仪器名称型号太阳能电池基实验仪 ZKY-SAC-I太阳能电池基实验仪导轨ZKY-SAC-I-S3可变负载 ZKY-SAC-I-S4太阳能电池测试盒 ZKY-SAC-I-S5请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式）1、 光伏效应当光照射太阳能电池时，将产生一个由n区到p区的光生电流Iph。同时,由于pn结二极管的特性，存

2、在正向二极管电流ID ,此电流方向从p区到n区，与光生电流相反。因此,实际电流I为当太阳电池的输出端短路时，V = 0 （VD0），可得到短路电流当太阳电池的输出端开路时，I = 0，可得到开路电压 2、PN结是P型和N型半导体结合，交界处存在载流子浓度差异，使电子和空穴在浓度差下扩散，两者带电破坏P、N区电中性，显示不同的电荷，形成空间电荷区，产生内电场。内电场会有电子的漂移而产生变化。太阳光入射到太阳电池时，被电池吸收，太阳电池内部因吸收光能而产生正电和负电粒子，各自移动，聚集到P型半导体，因此，电池在接上灯泡的负载，电流就会流动。测量公式：实验内容及步骤1. 检查实验仪器，按照实验原理图

3、连接实验电路。2. 先按照原理图测出入射光功率，记下实验数据。3. 再按照原理图，按照所给的电阻，测出不同电阻情况下的电流和电压，并记录。4. 最后根据不同电阻下记录的电压和电流计算出电功率。5. 完成实验数据单，拆除电路。光电池伏安特性原理图 实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）间距D30CM入射光功率 Pin 123.9 (mW)R( )0102030405060708090100I(mA)11.511.511.411.411.411.411.411.411.311.311.3U(V)00.110.220.340.450.570.680.790.901.011.13P(mW)0.00

4、01.2562.5083.8765.1306.4987.7529.00610.17011.41312.769R( )110120130140150160170180190200300I(mA)11.311.311.311.311.211.110.910.710.510.27.8U(V)1.241.361.471.571.671.771.861.931.992.042.32P(mW)14.01215.36816.61117.74118.70419.64720.27420.65120.89520.80818.096R( )40050060070080090010002000300040005000

5、I(mA)6.15.04.23.63.22.82.61.30.90.70.5U(V)2.422.462.492.512.522.522.532.562.572.572.57P(mW)14.76212.30010.4589.0368.0647.0566.5783.3282.3131.7991.285请认真填写数据处理、误差分析和实验结论(1) 开路电压= 2.57 V(2) 短路电流 = 11.5 (mA) (3) 最大输出功率 = 20.895 (mW)(4) 最大输出功率时的负载电阻R= 190 ( )(5) 填充因子 0.707(6) 太阳电池的转换效率 16.9 %(7)伏安曲线特征分析

6、：1.光强与距离成正比，当距离越近时，电池的电压越大，反之，电池电压越小。2.伏安曲线刚开始处于平缓，到了某一值时急剧下降。（8）功率曲线特征分析：1.电池的输出功率也跟距离成正比，当距离越近时，输出功率越大，反之越小。2.随着电阻的增大，电功率迅速增高，上升到最高点后开始迅速下降，最后趋近平缓，电功率接近于零。 实验思考与建议1、 光电池在工作时为什么要处于零偏或负偏？答：因为在光电池工作时,会产生空间电荷区,其中的电阻会随电荷区变化,所以要减小暗电流的影响，本身采集的信号就较弱了,在零偏和负偏才会有开路电压和短路电流.2 、光电池对入射光的波长有何要求？ 答：1.因为光子能量公式为E=hv，一般频率高的能量比较大，所以能在金属板上打出电子的前提下，波长越短越好。2、必须根据光电池金属板的材