太阳能特性测量实验.doc

太阳能电池得特性测量
一、课堂笔记得预习
二、实验内容
(1)调整仪器:

图1 实验仪器
①连接电流表,使电流表与电池、可变电阻串联,调节量程为直流200 mA、
②连接电压表使之与电池并联,调节量程为直流3 V、
③连接卤素灯与稳压源,使电池充分接受卤素灯照射。
(2)测量:
①接通电路,将可变电阻器阻值调为最小以实现短路,并调节卤素灯电源输出功率,使得短路电流在45 mA、
②逐步改变负载电阻值降低电流,分别读取电流值、电压值,记入表格。
③断开电路,测量并记录开路电压。
④调节卤素灯电源输出功率分别使短路电流为35 mA, 25 mA, 15 mA, 并重复上述测量与数据记录。
⑤在不同照度下,测量太阳能电池输出功率P与负载电阻R得函数关系。
三、数据记录

四、数据处理与结果分析
根据以上测量数据,可以得到以下数据。
:同一短路电流下测得得最大功率所对应得变阻器阻值。
:内阻阻值。
:同一短路电流下测得得最大功率。
:填充因子,用于表征光电转换效率,越接近1,光电转换效率越高。
其中:

由以上叙述与公式可以得到以下表格。
表2 由原始数据导出得数据
短路
电流Is/mA
Rmax/Ω
Ri/Ω
Rmax/Ri
Pmax/mW
(Uo*Is)/mW
F=Pmax/(Uo*Is)
F平均值
45
40、0
45、6
0、878
72、25
92、25
0、783
0、791
35
49、6
58、0
0、854
55、61
71、05
0、783
25
68、5
78、8
0、869
38、79
49、25
0、788
15
108、9
127、3
0、855
23、21
28、65
0、810
当短路电流Is=45 mA, 35 mA, 25 mA, 15 mA时,选取合适得样本点绘制太阳能电池得伏安特性曲线如下。

图2 不同短路电流下太阳能电池得伏安特性曲线
可以瞧出,该伏安特性曲线与理想得伏安特性曲线相近。
五、思考题
1、温度会对太阳能电池带来什么影响？
温度会影响太阳能电池得开路电压,短路电流,输出功率。
决定开路电压大小得就是半导体得禁带宽度与费米能级,由于温度越高,其费米能级越靠近价带,所以温度越高其开路电压越小,也就就是说,温度开路电压二者得曲线大概就是一个斜率为负值得直线。
温度与短路电流得关系就是温度越高短路电流越大,但就是需要注意得就是这里短路电流升高得趋势要小于上面第一条中开路电压下降得趋势,也就就是说温度—短路电流二者得曲线就是一个斜率略微为正值得直线。
因为温度升高得时候开路电压下降很厉害,其幅度比短路电流升高得幅度要大,所以在温度升高得时候其总输出功率就是下降得,因为P=UI,U下降得厉害,而I上升得幅度很小。
2、设计一个实验测量光生电流
连接太阳能电池与负载,在光强E与负载一定得情况下,测量负载上得电流大小,随后使得光照为0,负载不变,再测量此时得电流大小(方向与相反)。则该光强E下光生电流。