实验十太阳电池伏-安特性测量

实验十太阳电池伏-安特性测量实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第1页!一、简介太阳能电池的结构以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图7-1所示。晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn结进行工作。一般采用n+/p同质结的结构，即在约10cm×10cm面积的p型硅片（厚度—0.3μm）的经过重参杂的n型层。然后在n型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极。在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极。这样就形成了晶体硅太阳电池。为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第2页!实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第3页!二、简介光伏效应当光照射在距太阳电池表面很近的pn结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽Eg，则在p区、n区和结区光子被吸收会产生电子-空穴对。如果外电场处于开路状态，那么这些光生电子和空穴积累在pn结附近，使p区获得附加正电荷，n区获得附加负电荷，这样在pn结上产生一个光生电动势。这一现象称为光伏效应实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第4页!5、太阳电池的等效电路实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第5页!五、实验电路太阳能电池实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第6页!分别测量以下几种条件下光伏组件的伏-安特性曲线①辐射光源与光伏组件的距离为60cm；②辐射光源与光伏组件的距离为80cm；③辐射光源与光伏组件的距离为80cm，并且电池板转过一角度（如30º度）；（演示实验）④辐射光源与光伏组件的距离为80cm，将两组光伏组件串联；⑤辐射光源与光伏组件的距离为80cm，将两组光伏组件并联。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第7页!实验数据及处理1、数据记录2、用计算机处理数据3、画出不同条件下的各种曲线（1）光伏组件的伏-安特性曲线；（2）光伏组件的输出功率P随负载电压V的变化；（3）光伏组件的输出功率P随负载电阻R的变化。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第8页!如：辐射光源与光伏组件的距离为80cm；伏安特性实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第9页!功率与电阻的关系实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第10页!三、太阳电池的表征参数1、短路电流：Isc=IphIph为与入射光的强度成正比的光生电流，2、开路电压：3、最大功率PmPm=ImVm式中Im和Vm分别为最佳工作电压4、填充因子FF最大功率Pm与Isc与Voc乘积之比

FF=FF为太阳电池的重要表征参数，FF愈大则输出的功率愈高。FF取决于入射光强、材料的禁带宽度、理想系数、串联电阻和并联电阻等。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第11页!四、太阳能电池的伏安特性实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第12页!六、实验过程：将太阳光伏组件，负载电阻R0、R1、R2通过接线板连成回路，同时，把路端电压连接到数据采集器CH1输入端，把R0二端的电压接入数据采集器CH2输入端，并设置数据采集器X轴为CH1，Y轴为CH2。改变负载电阻R1和R2，采集流经负载的电流I和负载上的电压V，即可得到该光伏组件的伏-安特性曲线。测量过程中辐射光源与光伏组件的距离要保持不变，以保证整个过程中是在相同光照度下进行的。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第13页!关键步骤根据采集的图像曲线变化情况，来调节R1或R2

在旋动R1或R2时，注意旋动的速度。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第14页!确定不同条件下光伏组件的短路电流Isc，开路电压Voc，最大功率Pm，最佳工作电流Im、工作电压Vm及负载电阻Rm，填充因子FF，并将这些实验数据列在一表格内进行比较。实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第15页!功率与电压的关系实验十太阳电池伏-安特性测量共17页，您现在浏览的是第16页!不同条件下的各物理量比较条件

Isc(mA)Voc(V)Pm(mW)Im(mA)Vm(V)Rm(Ω)FF距离为60cm

距离为80cm

132.879.544818.64