太阳能电池特性研究_实验报告参考

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1、实验报告课程名称大学物理实验实验项目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iih线，并求得电压和电流关系的经验公式。2.测量A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（Isc）、开路电压（U°c）、最人输出功率Pm及填充因子FF,[FF=Pm/（Isc>U0C）b填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。二、实验器材光具朋及滑块廉、具有引出接线的盒装太阳能电池、数字万用表1只（用户白备）、电阻箱1只（

2、用户H备）、白炽灯光源1只（射灯结构，功率40W）、光功率计（带3V肓流稳压电源）、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较人时，epu»1,其正向偏压与通过电流的关系式近似为：I=I（）.epu,i（）、B是常数。两边取对数得lnl=pu+lnlo由半导体理论，二极管主要是由能隙为Ec-Ev的半导体构成。Ec为半导体导电带，Ev为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光了会被半导体吸收，产生电了和空穴对。电了和空穴对会分别受到二极管Z内电场的影响而产生光电流。图6全暗时太阳

3、能电池在外加偏压时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，卅实验测得的正向偏压时I〜U关系数据，画出I〜Uilh线并求得常数P和I。的值。1.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20cmo(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，I対U变化关系，画岀I〜U曲线图。(3)用外推法求短路电流Re和开路电压U°c。(4)求太阳能电池的最人输出功率及最人输出功率时负载电阻。(5)计算填充因子[FF=Pm/(I

4、sc•Ug)]o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(kQ)SV)U2(mV)I(gA)InI图7(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mA,相关系数r=0.9996,电流与电压的指数关系得到验证。2.在不加偏压吋，用口色光源照射，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R(Q)UJV)I(mA)P(mW)R(Q)UJV)I(mA)P(mW)20044003004600400

5、480060050008005500100060001200650014007000160075001800800020008500220090002400100002600200002800300003000400003200500003400600003600700003800800004000900004200用外推法求得短路电流Isc二，开路电压Ug二图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匕=,最大输出功率时负载电=填充因子[FF=Pm/(Isc・U°c)]==。六.实验结呆0=V-1,/(

6、)=mA,短路电流Isc二，开路电压Uoc二0填充因^[FF=Pm/(Isc>Uoc)]=o七•分析讨论(实验结果的误差來源和减小误差的方法、实验现彖的分析、问题的讨论等)八.思考题实验报告内容：一.实验目的二.实验仪器（仪器名称.型号.参数.编号）三.实验原理（原理文字叙述和公式、原理图）四•实验步骤五、实验数据和数据处理六•实验结果七•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