物理实验太阳能电池特性测定原理

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1、【实验原理】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,其正向偏压与通过的电流的关系为(1)其中是二极管的反向饱和电流,是理想二极管参数,理论值为1。是玻尔兹曼常量,为电子的电荷量,为热力学温度。（可令）由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为的半导体所构成。为半导体导电带，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。 　光电流示意图

2、  太阳能电池的基本技术参数除短路电流和开路电压外,还有最大输出功率和填充因子。最大输出功率也就是的最大值。填充因子定义为(2)是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。值越大,说明太阳能电池对光的利用率越高。【实验内容及步骤】1.在没有光源（全黑）的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的特性（直流偏压从）（1）设计测量电路图，并连接。图1（2）利用测得的正向偏压时关系数据，画出曲线并求出常数和的值。2.在不加偏压时，用白色光照射，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（1）设计测量电路图，并连接

3、。图2（2）测量电池在不同负载电阻下，对变化关系，画出曲线图。（3）求短路电流和开路电压。（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3.测量太阳能电池的光电效应与电光性质在暗箱中（用遮光罩挡光），取离白光源20CM水平距离光强作为标准光照强度，用光功率计测量该处的光照强度;改变太阳能电池到光源的距离，用光功率计测量该处的光照强度，求光强与位置关系。测量太阳能电池接受到相对光强度不同值时，相应的和的值。（1）      设计测量电路图，并连接。（2）      测量太阳能电池接受

4、到相对光强度不同值时，相应的和的值。（3）      描绘和与相对光强之间的关系曲线，求和与相对光强之间的近似关系函数。（4）      描绘和与相对光强之间的关系曲线，求和与相对光强之间的近似关系函数。【数据记录及处理】1．全暗情况下太阳能电池在外加偏压时伏安特性          51015202530354045502.在不加偏压时，在使用遮光罩条件下，保持白光源到太阳能电池距离20CM，测量太阳能电池的输出电流对太阳能电池的输出电压的关系。太阳能电池在光照时，测量输出功率与负载电阻的关系。       

5、                   3.测量太阳能电池和与相对光强的关系。 【注意事项】1.连接电路时，保持太阳能电池无光照条件。2.避免太阳光照射太阳能电池。3.连接电路时，保持电源开关断开。