硅光电池特性及其应用

1、硅光电池特性及其应用作者:日期:硅光电池的特性及其应用、实验目的1、初步了解硅光电池机理2、测量硅光电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系3、在恒定光照下测量光电流、输出功率与负载之间关系、实验原理在P型半导体上扩散一薄层施主杂质而形成的p-n结（如右图），由于光照，在A、B电极之间出现一定的电动势。在有外电路时，只要光照不停止，就会源源不断地输出电流，这种现象称为光伏效应。实验表明：当硅光电池外接负载电阻Rl，其输出电压和电流均随Rl变化而变化。只有当Rl取某一定值时输出功率才能达到最大值Pm，即所谓最佳匹配阻值Rl=Rlb，而Rlb则取决于硅光电池的内阻Ri=Voc，因此Voc、Is

2、c和Ri都是太阳能电池的重要参数。1SCFF是表征硅光电池性能优劣的指标，称为填充因子。FF越大，硅光电池的转换效率越高。FF=PmVocIsc(1)图b是硅光电池的等效电路，在一定负载电阻Rl范围内硅光电池可以近似地视为一个电流源Ips与内阻R并联，和一个很小的电极电阻Rs串联的组合I图a开路电图b太阳能、实验内容II0(rBAnAC4o为微安计内阻，为10K1）线。测量开路电压Voc测量不同光强下，短路电流Isc与光强Id的关系，将数据记入表2,并绘制IscId曲点之间和AC两点之间的电压应相等,即Vab=Vac。因而lR=lr。，即短路电流1、测量开路电动势Voc与光强Id的关系，将数据

3、记录表1,并绘制并绘制IdVoc曲IISC=I=SCR（建议取10.003）。在某一光强Id下，改变可调电阻R，使流过检流计（G）的电流IG为零。此时AB两2、短路电流Isc的测量将功能开关切换到Isc，调节DC0-1V电源Us输出，使微安表读数丨0为从线。（将功能开关切换到Voc）测量短路电流Isc3、按下式求出硅光电池的内阻Ri，并绘制RjlD曲线RiRiVOC1SC4、流过负载电流Il与负载两端电压Vl关系测量R*为实验仪上标示的lL取样电阻，为10KQ；Rl为电阻箱；将lL取样电阻R*（正、负记号端）与Il（微安表）正、负端对应连接，功能切换开关打到Il档。硅光电池在恒定光照下（取ld

4、约为1000），测量在不同负载电阻Rl时流过的电流Il与输出电压Vl=l（RlR*）,将数据记入表3,并绘制llVl曲线。计算不同负载电阻下输出功率P,即P=VlIl,并绘出PRl曲线，确定Pm时的Rlb及填充因子FF二填充因子FF二PmVoc1SC四、思考题测量lSC时，若lG不为零，如何根据lG的正、负号，确定增减R阻值，如lG为负是加大R还是减小Ro五、注意事项1、本实验提供的连接线为直插式带弹簧片导线，在接线或拆线时应持“手枪头”进行操作，特别在拆线时，严禁直接拉扯导线，否则导线易遭损坏。2、关闭电源前，请将Id调到0o数据表格:1.开路电动势的测量Vc，并绘制并绘制IdVoc曲线。B

5、GRIDVo(mV)VO(mV)Vo(mV)020406080100120140160180200300400500600700800900100012001400160018002、短路电流|sc与光强Id的关系，并绘制IscId曲线。1d(10-2mA)R(kQ)1sc(卩A)10015020025030040050060070080090010003、负载、电流、功率（红光R）,绘制IlVl曲线、RP曲线。Rl(Q)R=R+R(kQ)Il(uA)Vl=IL*(R_+R*)mVP=V*IL(mW)05101520253040506070801001502002503004005006007008009004、按下式求出硅光电池的内阻Ri，并绘制RiId曲线。（