太阳能电池基本特性测量义Word文档下载推荐.docx

1、由基尔霍夫定律得:iRs+U-（Iph -Id-l）Rsh =0訓卜+1P 10（4）式即为在Rsh 和Rs =0的情况下,太阳能电池的开路电压 U OC和短路电流Isc的关系式。其中U OC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，

2、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U OC。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

3、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）In 1若用户备有03.0V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

4、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 / 0 SV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In I = Pu +1n 10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Rgl（mA）

5、P（mW）R（0）I（mA）P （mW）200440030046004004800600500080055001000600012006500140070001600750018008000200085002200900024001000026002000028003000030004000032005000034006000036007000038008000040009000042003.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

6、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）152023252729303132333435【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）42.612.510.4911.502.4430.152.590.4113.602.6121.602.650.3516.202.7913.572.730.2719.902.998.940.2123.503.165.452.850.1527.503.312.042.930.0734.303.540.003

7、.0040.803.71P=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。0.4001.4982.0342.2862.4102.4880.010.391.402.533.464.161岸A）2.6012.6542.7272.7872.8532.9285.466.217.498.7910.4112.76由丄=肆1，当U较大时，e 1，即In I = Pu +ln 1。由最小二乘法，将表 2I 0中最后6点数据处理得以下结果:P=2.60V*， Io =6.28xiOmA,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

8、特性数据记录Rg）0.2251.12500.25310.78642.72080.3411.13670.38763.490.75872.64790.4571.14250.52213.510.73132.56670.6831.13830.77753.530.70602.49220.9111.13881.03743.580.65092.33031.1381.13801.29503.620.60332.18411.3641.55043.640.56012.03841.5911.13641.80813.670.52431.92411.8171.13562.06343.690.49211.81552.05

9、1.13892.33470.46381.72052.271.13502.57653.720.43761.62802.491.13182.81823.730.41441.54592.691.12083.01503.760.37611.41382.871.10383.16803.850.19250.74113.011.07503.23583.880.12930.50183.111.03673.22403.90.09750.38033.190.99693.18003.910.07820.30583.260.95883.12583.920.06530.25613.320.92223.06183.930

10、.05610.22063.360.88422.97093.940.04930.19403.410.85112.89100.04380.17253.430.81672.8012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/J01.6791.001.431.4600.869571.283.891.2640.752831.143.861.1050.658131.033.830.9600.571770.933.810.8500.506250.843.790.7500.446690.773.770.6110.363910.650.5000.297790.563.680.4180.24896

11、3.650.3320.197743.590.2370.141160.32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 =0.20131 n（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

12、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FFFF=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

13、/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 口光功率计信号入接口; fi lianas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。