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1、太阳能电池内阻测量一实验目的1.熟悉太阳能电池的工作原理2.对太阳能电池在有光照情况下的内阻进行测量二实验原理1.太阳能电池结构如下图所示:图 1:硅太阳能电池结构图以硅太阳能电池的结构为例,硅太阳能电池是以硅半导体材料制成的大面积的PN 结,经过串联并联所构成的。在N 型材料上层面上制作金属栅线,作为面接触电极。背面也制作了金属膜作为接触电极。这样就形成了太阳能电池板。一般来说为了减小光反射带来的反射损失,会在表面覆上一层减反膜。2.光伏效应用光照射到PN 结上时,半导体PN 结吸收光能之后,两端会产生电动势。这种现象称为光生伏特效应,简称光伏效应。由于P-N 结耗尽区内存在着较强的内静电场
2、,因而产生在耗尽区中的电子和空穴对,在内静电场的作用下,各向相反方向运动,离开耗尽区,结果使得P 区电势升高,N 区电势降低, 在P-N结的两端产生形成了光生电动势,这就是P-N结的光伏效应。光电池的工作原理基于光伏效应,当光照射到太阳能电池板时,太阳能电池吸收光能,并将所吸收的光能转化为电能。而在没有光照的情况下,可将其市视作一个二极管。当太阳能电池短路的时候,可以测得其短路电流,开路时,可以测得它的开路电压。根据,不同光照下,太阳能电池的输出的电压和电流大小不同,我们可以做出不同光照强度下的太阳能电池的伏安曲线,从而可以求得不同光照强度下的太阳能电池的内阻。三实验器材太阳能电池板万用表不同
3、阻值的电阻若干四实验内容及步骤1.测量在室内光照下的太阳能电池的开路电压U0 ,以及短路电流I0。2.在室内光照下,测量电池在不同负载的情况下的电流和电压的大小,记录实验数据,做出I-U 曲线,求得内阻。3.在强光照射下,重复上述步骤。测得实验数据。实验原理图如下图所示:图 2:测量的实验测量图五 实验数据及处理1.实验数据A. 在室内光照强度(弱光)下实验数据:太阳能电池的开路电压为:负 载01283368101 330 660 1k2k/电 压0/mV电 流/mA表一B.在强光照射下的实验数据:太阳能电池的开路电压:316mV负载012833681013306601k2k/电压072708
4、490106117170208232248270297/mV电流/mA表二2.数据处理电池的电动势为E,外部分压为U,则有基本定理可知,内阻。而电动势E 即是开路电压。下图所示为在弱光下的I-U 曲线。(除去奇点后)E=U+I*r其中r 即为电动势的图 3:在弱光照射下的 I-U 曲线在强光照射下的 I-U 曲线如下:图 4:在强光照射下的 I-U 曲线A. 在室内光照下与强光照射下不同负载下,内阻的情况。如下表格所示:负载12833681013306601k2k/弱光300444625820强光375345397由表格中可以看出, 无论在哪种情况下, 太阳能电池的内阻是随着外接负载的增大而增大的。 在弱光情况下,内阻的变化更大。负载的大小成为内阻变化的主要因素。而对比在强光
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