太阳能电池,实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划太阳能电池,实验报告　　实验报告　　太阳能电池伏安特性的测量　　【实验目的】　　1.了解太阳能电池的工作原理及其应用2.测量太阳能电池的伏安特性曲线　　【实验原理】　　1．太阳电池的结构　　以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图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型硅片上用扩散法制作出一层很薄的经过重掺杂的n型层．然后在n型层上面制

2、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．　　图一太阳电池结构示意图　　2．光伏效应　　图二太阳电池发电原理示意图目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　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

3、大于半导体材料的禁带宽度Eg，则在p区、n区和结区光子被吸收会产生电子–空穴对．那些在结附近n区中产生的少数载流子由于存在浓度梯度而要扩散．只要少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处．在p区与n区交界面的两侧即结区，存在一空间电荷区，也称为耗尽区．在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n区指向p区，这个电场称为内建电场．这些扩散到结界面处的少数载流子在内建电场的作用下被拉向p区．同样，如果在结附近p区中产生的少数载流子扩散到结界面处，也会被内建电场迅速被拉向n区．结区内产生的电子–空穴对在内建

4、电场的作用下分别移向n区和p区．如果外电路处于开路状态，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．　　3．太阳电池的表征参数　　太阳电池的工作原理是基于光伏效应．当光照射太阳电池时，将产生一个由n区到p区的光生电流Iph．同时，由于pn结二极管的特性，存在正向二极管电流ID，此电流方向从p区到n区，与光生电流相反．因此，实际获得的电流I为目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，

5、并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　式中VD为结电压，I0为二极管的反向饱和电流，Iph为与入射光的强度成正比的光生电流，其比例系数是由太阳电池的结构和材料的特性决定的．n称为理想系数，是表示pn结特性的参数，通常在1~2之间．q为电子电荷，kB为波尔茨曼常数，T为温度．　　如果忽略太阳电池的串联电阻Rs，VD即为太阳电池的端电压V，则式可写为　　当太阳电池的输出端短路时，V=0，由式可得到短路电流　　即太阳电池的短路电流

6、等于光生电流，与入射光的强度成正比．当太阳电池的输出端开路时，I=0，由和式可得到开路电压　　当太阳电池接上负载R时，所得的负载伏–安特性曲线如图2所示．负载R可以从零到无穷大．当负载Rm使太阳电池的功率输出为最大时，它对应的最大功率Pm为　　式中Im和Vm分别为最佳工作电流和最佳工作电压．将Voc与Isc的乘积与最大功率Pm之比定义为填充因子FF，则　　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．　　太阳电池的转换效率η定义为太阳电池的最大输出功率

7、与照射到太阳电池的总辐射能Pin之比，即　　图三太阳电池的伏–安特性曲线目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　4．太阳电池的等效电路　　图四太阳电池的等效电路图　　太阳电池可用pn结二极管D、恒流源Iph、太阳电池的电极等引起的串联电阻Rs和相当于pn结泄漏电流的并联电阻Rsh组成的电路来表示，如图3所示，该电路为太阳电池的等效

8、电路．由等效电路图可以得出太阳电池两端的电流和电压的关系为　　为了使太阳电池输出更大的功率，必须尽量减小串联电阻Rs，增大并联电阻Rsh．　　【实验数据记录、实验结果计算】　　◆实验中测得的各个条件下的电流、电压以及对应的功率的表格如下：　　表1　　1.根据以上