太阳能电池基本特性测量义Word文档下载推荐.docx
《太阳能电池基本特性测量义Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能电池基本特性测量义Word文档下载推荐.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
由基尔霍夫定律得:
iRs+U-（Iph-Id-l）Rsh=0
訓[卜+1]
P10
（4）式即为在Rsh和Rs=0的情况下,
太阳能电池的开路电压UOC和短路电流
Isc的关系式。
其中UOC为开路电压，Isc为短路电流，而Io、0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40W）、光功率计（带3V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】
I-U特性，用实验
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
测得的正向偏压时I-U关系数据，画出I~U曲线并求得常数P和Io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20cm。
（1）
（2）
用外推法求短路电流ISC和开路电压UOC。
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。
3.测量太阳能电池的光照特性:
在暗箱中（用遮光罩挡光）
Jo；
改变太阳能电池到光源的距离X,用光功率计测量x
处的光照强度J,求光强J与位置X的关系。
测量太阳能电池接收到相对光强度J/Jo不同
值时，相应的Isc和Uoc的值。
（1）描绘Isc和相对光强度J/Jo之间的关系曲线，求Isc和与相对光强J/Jo之间近似关
系函数。
（2）描绘出Uoc和相对光强度J/Jo之间的关系曲线，求Uoc与相对光强度J/Jo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I和太阳能电池的
输出电压U。
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：
05全暗时太阳能电池在外加偏压时的伏安特性测量
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（kO）
U1（V）
U2（mV）
l（AA）
In1
若用户备有0~3.0V直流可调电源，则可采用图6实验线路：
正向偏压在0~3.0V变化条件下，用R=10000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
looon
—
——
E/0SV
图6全暗时太阳能电池在外加偏压时的伏安特性欄量电路之二
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
Ui（V）
1（从）
由一=e"
—1，当U较大时，e"
»
1，即InI=Pu+1n10由最小二乘法，将表中最后
10
几点数据处理得：
求出：
P,|0和相关系数r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20cm，测量太阳能电
池的输出I对太阳能电池的输出电压U的关系，测量电路请自拟。
把测量结果记录到表3。
表3恒定光照下太阳能电池在不加偏压时伏安特性数据记录
Rg
l（mA）
P（mW）
R（0）
I（mA）
P（mW）
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Isc和Uoc与相对光强J/Jo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Isc和Uoc与相对光强J/Jo的关系
光源距离
x（mm）
J（mW）
J/J。
Isc（mA）
Uoc（V）
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）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（k0）
1（枫）
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
P=2.6361V」，Io=15.2心0上mA，相关系数r=0.9996，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
1岸A）
2.601
2.654
2.727
2.787
2.853
2.928
5.46
6.21
7.49
8.79
10.41
12.76
由丄=肆—1，当U较大时，e^»
1，即InI=Pu+ln1。
由最小二乘法，将表2
I0
中最后6点数据处理得以下结果:
P=2.60V*，Io=6.28xiO°
mA,相关系数r=0.9998。
表3恒定光照下太阳能电池在无偏压时伏安特性数据记录
Rg）
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
图9恒定光强无偏压时太阳能电池输岀功率与负载电阻关系曲线
J/J0
1.679
1.00
1.43
1.460
0.86957
1.28
3.89
1.264
0.75283
1.14
3.86
1.105
0.65813
1.03
3.83
0.960
0.57177
0.93
3.81
0.850
0.50625
0.84
3.79
0.750
0.44669
0.77
3.77
0.611
0.36391
0.65
0.500
0.29779
0.56
3.68
0.418
0.24896
3.65
0.332
0.19774
3.59
0.237
0.14116
0.32
利用最小二乘法拟合，
得Isc=1.2855（J/Jo）+0.1722，相关系数r=0.9985；
Uoc=0.20131n（J/Jo）+3.9207，相关系数r=0.9973。
从最小二乘法拟合中，可知对短路电流Isc和开路电压Uoc关系式（5）式和（6）式成立。
图H®
）太阳能电池开路电压与相对光蛍关系的半对数曲线
一•概述：
能源的重要性人人皆知，成为世人关注的全球性问题。
水能、风能及太阳能的利用。
FB736型太阳能电池特性实验仪使用说明书
由于煤、石油、天然气等主要能源的大量消耗，能源危机已为了经济持续发展及环境保护，人们正大量开发其它能源如其中以硅太阳能电池作为绿色能源其开发和利用大有发展前景。
本仪器提供的实验，意在提高学生对太阳能电池的特性的认识，学习研究太阳能电池的基本光电特性，学会电学与光学的一些重要实验方法及数据处理方法。
可用本仪器做下列实验：
2.测量太阳能电池的短路电流
1.在没有光照时，太阳能电池作为一个二极器件（类似二极管），测量在正向偏压时该二极器件的伏安特性曲线，并求出其正向偏压时，电压与电流关系的经验公式。
Isc、开路电压UoC、最大输出功率Pm及填充因子
FF[FF=Pm/（lsc•Uoc）]。
3.测量太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Uoc与相对光强J/J0的关系，求出它们的
近似函数关系。
本仪器可用于高校基础物理实验及设计性、研究性的物理实验，也可用于中学生物理奥林匹克竞赛培训等使用。
二.仪器简介：
本实验仪器主要由射灯形白炽灯光源（40W）、光具座、带暗盒的太阳能电池、光功
率计（带3V直流稳压电源）、电阻箱1只（自备）、数字式万用电表1只（自备）、导线若
干等组成:
1.白瑕灯光源2■光功率计撵头暗盒I内装龙阳徒电池2光功率计狡显®
口㈢光功率计信号®
入接口;
filianas电源C3V）»
岀播匣门.汨烘；
乩光具座（导執）；
乳毫来期度尺；
im光学玄衆・
图irp-i6型犬阳能特性实验仪实物照片及简要说明
5.
6.
7.
8.
式导轨光具座1个：
铝合金材料，表面电泳处理，标尺长50.0cm，分度值1mm。
滑块支架2个：
铝合金材料，表面电泳处理。
光源：
功率40W射灯形结构。
暗盒内装太阳能电池及正负引出线，遮光板1块（暗盒中使用）。
带探测器三位半数字式光功率计，量程为0~2004W&
0~2mW二档。
遮光罩1个，可在明室完成暗室实验操作。
手电筒1个。
单刀双掷开关1个。
升级会员 