太阳能电池基本特性的测量讲义Word格式.docx

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而在开路时，，；

　（4）

（4）式即为在和的情况下，太阳能电池的开路电压和短路电流的关系式。

其中为开路电压，为短路电流，而、是常数。

【实验装置】

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）、光功率计（带直流稳压电源）、导线若干、遮光罩1个、单刀双掷开关1个。

【实验内容】

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特性，用实验测得的正向偏压时关系数据，画出曲线并求得常数和的值。

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。

（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，对变化关系，画出曲线图。

（3）用外推法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照特性：

在暗箱中（用遮光罩挡光），取离白炽灯光源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,用光功率计测量处的光照强度J，求光强J与位置的关系。

测量太阳能电池接收到相对光强度不同值时，相应的和的值。

（1）描绘和相对光强度之间的关系曲线，求和与相对光强之间近似关系函数。

（2）描绘出和相对光强度之间的关系曲线，求与相对光强度之间近似函数关系。

【实验数据表格】

1．在全暗的情况下，测量太阳能电池正向偏压下流过太阳能电池的电流和太阳能电池的输出电压。

测量电路如图5所示，改变电阻箱的阻值，用万用表量出各种阻值下太阳能电池和电阻箱两端的电压，算出电流测量结果如表1所示：

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

若用户备有直流可调电源，则可采用图6实验线路：

正向偏压在变化条件下，用固定电阻取代电阻箱（但电阻值必须准确，否则计算电流值时将有较大的误差，把测量结果记录到表2中。

表2　全暗情况下太阳能电池在外加偏压时伏安特性数据记录

由，当较大时，，即由最小二乘法，将表中最后几点数据处理得：

求出:

和相关系数值。

2.不加偏压，在使用遮光罩条件下，保持白光源到太阳能电池距离，测量太阳能电池的输出对太阳能电池的输出电压的关系，测量电路请自拟。

把测量结果记录到表。

表　恒定光照下太阳能电池在不加偏压时伏安特性数据记录

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

3．测量太阳能电池和与相对光强的关系，用光强计测定不同光源距离时的光强值。

短路电流可以直接用万用表的直流电流档量出，开路电压则直接用万用表的直流电压档量出。

把测量结果记录到表4中：

表4太阳能电池和与相对光强的关系

光源距离

15

20

23

25

27

29

30

31

32

33

34

35

【实验数据范例】

（注：

以下数据不作为仪器验收标准，仅供实验时参考）

42.61

2.51

0.49

11.50

2.44

30.15

2.59

0.41

13.60

2.61

21.60

2.65

0.35

16.20

2.79

13.57

2.73

0.27

19.90

2.99

8.94

0.21

23.50

3.16

5.45

2.85

0.15

27.50

3.31

2.04

2.93

0.07

34.30

3.54

0.00

3.00

40.80

3.71

，，相关系数，电流与电压的指数关系得到验证。

0.400

1.498

2.034

2.286

2.410

2.488

0.01

0.39

1.40

2.53

3.46

4.16

2.601

2.654

2.727

2.787

2.853

2.928

5.46

6.21

7.49

8.79

10.41

12.76

由，当较大时，，即由最小二乘法，将表2中最后6点数据处理得以下结果：

，,相关系数。

表　恒定光照下太阳能电池在无偏压时伏安特性数据记录

0.225

1.1250

0.2531

0.7864

2.7208

0.341

1.1367

0.3876

3.49

0.7587

2.6479

0.457

1.1425

0.5221

3.51

0.7313

2.5667

0.683

1.1383

0.7775

3.53

0.7060

2.4922

0.911

1.1388

1.0374

3.58

0.6509

2.3303

1.138

1.1380

1.2950

3.62

0.6033

2.1841

1.364

1.5504

3.64

0.5601

2.0384

1.591

1.1364

1.8081

3.67

0.5243

1.9241

1.817

1.1356

2.0634

3.69

0.4921

1.8155

2.05

1.1389

2.3347

0.4638

1.7205

2.27

1.1350

2.5765

3.72

0.4376

1.6280

2.49

1.1318

2.8182

3.73

0.4144

1.5459

2.69

1.1208

3.0150

3.76

0.3761

1.4138

2.87

1.1038

3.1680

3.85

0.1925

0.7411

3.01

1.0750

3.2358

3.88

0.1293

0.5018

3.11

1.0367

3.2240

3.9

0.0975

0.3803

3.19

0.9969

3.1800

3.91

0.0782

0.3058

3.26

0.9588

3.1258

3.92

0.0653

0.2561

3.32

0.9222

3.0618

3.93

0.0561

0.2206

3.36

0.8842

2.9709

3.94

0.0493

0.1940

3.41

0.8511

2.8910

0.0438

0.1725

3.43

0.8167

2.8012

1.679

1.00