太阳能电池特性测量试验

1、YUNNANNORMALUNIVERSITYYUNNANNORMALUNIVERSITY本科学生实验报告学号姓名学院物电学院专业、班级 1212 级光电子班实验课程名称太阳能电池特性测量实验教师及职称开课学期 20142014 至 20152015 学年下学期填报时间 20152015 年 3 3 月 2525 日云南师范大学教务处编印FF、实验设计方案实验序号实验室同析3栋318实验时间3月30日小 组成员实验名称太阳能电池特性测量实验1.实验目的1、了解太阳能电池的工作原理和使用方法；2、掌握开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试方法；3、掌握太阳能电池特性及其测试方法。2 .实验

2、原理、实验流程或装置示意图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：quI0enKT其中10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。由半导体理论知，二极管主要是由如图1-1所示的能隙为ECEV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。电子导带光子:能隙田空穴价带图1-1光电流示

3、意图ISC和开路电压UOC外，还有最大输出功率Pmax和填充因子FF。最大输出功率Pmax也就是IU的最大值。填充因子太阳能电池的基本技术参数除短路电流FF定义为:UOCFF是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。FF值越大，说明太阳能电池对光的利用率越局。3 .实验设备及材料光电技术创新综合实验平台太阳能电池模块连接导线4 .实验方法步骤及注意事项实验步骤：1、开路电压测试图1-3(1)移动太阳能电池板，将其置于灯(模拟太阳光源)正下方；(2)用2#连接导线直接将太阳能电池板与电流表连接(红-正，黑-负)，连接如图1-3所示；(3)列表记录电流值于表1-1,重复测量5次；(4)拆除实验连线，

4、还原实验仪器。3、开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试(1)移动太阳能电池板，将其置于灯(模拟太阳光源)正下方；(2)用2#连接导线直接将太阳能电池板与电压表及电流表连接(红-正， 黑-负)， 连接如图1-2及图1-3恒定光照射/图1-2(1)移动太阳能电池板，将其置于灯(模拟太阳光源)正下方;(2)用2#连接导线直接将太阳能电池板与电压表连接所示；(3)列表记录电压值于表1-1,重复测量5次；(4)拆除实验连线，还原实验仪器。2、短路电流测试(红-正，黑-负)，连接如图1-2恒定光照射/+太阳能电池-+太阳能电池-所示，分别用于测量开路电压和短路电流；(3)移动太阳能电池板(或灯)

5、，测量不同位置的开路电压、短路电流，同时将太阳能电池板移走，然后将照度表探头放置在太阳能电池板初始位置，测量其光照度并记录；(4)列表记录电压值及电流值，大致以5cm为间距，由近至远移动太阳能电池板，测量10次；(5)拆除实验连线，还原实验仪器。4、伏安特性的测试及与最大输出功率的测试(1)移动太阳能电池板，将其置于灯(模拟太阳光源)正下方；(2)用2#连接导线直接将太阳能电池板与电压表及电流表连接(红-正，黑-负)，连接如图1-4所示；(3)调节负载电阻，列表记录对应的电压值及电流值；(4)完成步骤3后，移走太阳能电池板，然后将照度表探头放置在太阳能电池板初始位置，测量其光照度并记录；(5)

6、重复步骤3、4,进行多次测量；(6)拆除实验连线，还原实验仪器。5、负载特性的测试(1)移动太阳能电池板，将其置于灯(模拟太阳光源)正下方；(2)连接电路同实验1-4;(3)调节负载电阻，列表记录对应的电压值及负载大小；(4)拆除实验连线，还原实验仪器。注意事项：1、实验过程中严禁用导体接触实验仪裸露元器件及其引脚；2、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验；3、若照度计、电流表或电压表显示为“1_”时说明超出量程，选择合适的量程再测量；4、严禁将任何电源对地短路。恒定光照射/5 .实验数据处理方法本实验采用列表法处理数据6 .参考文献1

7、袁镇贺立龙.太阳能电池的基本特性.现代电子技术，2007,(16):163165.2苗建勋，李水泉，石发旺，曹万民，武金楼太阳能电池基本特性研究大学物理实验1996年,(04):23-25.3杭州精科仪器有限公司.太阳能电池特性实验仪说明书.4杨金焕，于化丛，葛亮.太阳能光伏发电应用技术.北京：电子工业出版社，2008.5杨德仁.太阳电池材料.北京：化学工业出版社，2006.6王长贵，王期成.太阳能光伏发电应用技术.北京：化学工业出版社，2009.实验报告1.实验现象与结果1、记录数据列表如表1-1所示，计算开路电压及短路电流的平均值;开路电压-照度曲线及短路电流-照度曲线;(mA3、记录伏安特性的测试数据列表如1-3所示，画出IU曲线图，求短路电流ISC和开次数12345平均值开路电压(V)短路电流(mA表1-1开路电压及短路电流测试2、开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的数据记录列表如表位直(cm)-01520:5:01095照度(Lx)开路电压(V)短路电流表1-2开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试901-2所示，画出路电压UOC,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，求填充因子FFPmax/ISCUOC表1-3伏安特性的测试测试照度(Lx)