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    太阳能电池特性研究_实验报告参考

    时间：2020-09-30 12:09:50 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：太阳能电池 特性 参考

    　1

    　 课程名称 实 验报 大学物理实验 实验项目 告

    　专业班级 姓 名 学 号 指导教师 成 绩 日 期 200 年 月 日

    　一、 实验目的 1.在没有光照时，太阳能电池主要结构为一个二极管，测量该二极管在正向偏压时的伏安特性曲线，并求得电压和电 流关系的经验公式。

    　2 .测量太阳能电池在光照时的输出伏安特性，作出伏安特性曲线图，从图中求得它的短路电流 （ I sc ）、开路电压 （ U OC ）、 最大输出功率 P m 及填充因子 FF , [FF 二 P m /（l SC • U

    　OC ）] 。填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个 重要参数。

    　二、 实验器材 光具座及滑块座、具有引出接线的盒装太阳能电池、数字万用表 1 只（用户自备）、电阻箱 1 只（用户自备）、白炽灯 光源 1 只（射灯结构，功率 40W ）、光功率计（带 3V 直流稳压电源）、导线若干、遮光罩 1 个、单刀双掷开关 1 个。

    　三、 实验原理 太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，当 U 较大时， e U

    　. . 1 ，其正向偏压与通过电流的关系式近 似为：

    　U I = Io・e - , l o 、-是常数。

    　两边取对数得 In I In 1 0

    　由半导体理论，二极管主要是由能隙为 E c -E V 的半导体构成。

    　E c 为半导体导电带， E V 为半导体价电带。当入 射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对。电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响 而产生光电流。

    　E I I 圏&全暗吋太阳能电池在外加偏压吋的伏安特性测量电路之二 四、 实验步骤 1 •在没有光源(全黑)的条件下，测量太阳能电池施加正向偏压时的 I ~ U 特性，用实验测得的正向偏压时 I ~ U 关

    　2

    　系数据，画出 I ~ U 曲线并求得常数 1 和 I 。

    　的值。

    　2•在不加偏压时，用白色光源照射，测量太阳能电池一些特性。注意此时光源到太阳能电池距离保持为 20cm 。

    　(1 )画出测量实验线路图。

    　(2)

    　测量太阳能电池在不同负载电阻下， | 对 U 变化关系，画出 I ~ U 曲线图。

    　(3) 用外推法求短路电流 | sc 和开路电压 U oc 。

    　(4) 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。

    　(5) 计算填充因子 ［FF =P m /(l sc ・U °c )］ 。

    　五、 实验数据和数据处理 1.在没有光源(全黑)的条件下，测量太阳能电池施加正向偏压时的 I ~ U 特性。

    　表 1 全暗情况下太阳能电池在外加偏压时伏安特性数据记录 R(kC) S(V) U 2

    　(mV) l(PA) lnI

    　图 -(b) 全暗情况下太阳能电池外加偏压时的伏安特性半对数曲线 二 V , 丨 0 二 mA ，相关系数 0.9996 ，电流与电压的指数关系得到验证。

    　3

    　2 •在不加偏压时，用白色光源照射，测量太阳能电池一些特性。

    　表 2 恒定光照下太阳能电池在不加偏压时伏安特性数据记录 RS) U 1 (V) l(mA) P(mW) R(0) U 1 (V) I(mA) P(mW) 200

    　4400

    　300

    　4600

    　400

    　4800

    　600

    　5000

    　800

    　5500

    　1000

    　6000

    　1200

    　6500

    　1400

    　7000

    　1600

    　7500

    　1800

    　8000

    　2000

    　8500

    　2200

    　9000

    　2400

    　10000

    　2600

    　20000

    　2800

    　30000

    　3000

    　40000

    　3200

    　50000

    　3400

    　60000

    　3600

    　70000

    　3800

    　80000

    　4000

    　90000

    　4200

    　。

    　 图 9 恒定光强无偏压时太阳能电池输出功率与负载电阻关系曲线 太阳能电池的最大输出功率 P m 二 ，最大输出功率时负载电阻 R L 二1. 2 I (inA) 3 在恒定光照下太阳能电池不加偏压时的伏安特性曲线

    　5

    　填充因子 [FF 二 P m /(l sc ・U °c )] = = 。

    　六. 实验结果 - V " , I o = mA, 短路电流 l sc = ,开路电压 U OC = 。

    　填充因子 [FF =P m /(l sc ・U °c )] = 七. 分析讨论(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等) 八. 思考题

    　6

    　 实验报告内容：一 . 实验目的 二 . 实验仪器（仪器名称、型号、参数、编号）

    　和公式、原理图）

    　四 . 实验步骤 五、实验数据和数据处理 六 . 实验结果 七 . 源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等）

    　八 . 思考题三 . 实验原理（原理文字叙述 分析讨论（实验结果的误差来

    　7

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