太陽能特性測量實(shí)驗(yàn)

1、太陽能電池的特性測量課堂筆記的預(yù)習(xí)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）調(diào)整儀器：圖1實(shí)驗(yàn)儀器連接電流表，使電流表與電池、可變電阻串聯(lián)，調(diào)節(jié)量程為直流200mA.連接電壓表使之與電池并聯(lián)，調(diào)節(jié)量程為直流3V.連接鹵素?zé)襞c穩(wěn)壓源，使電池充分接受鹵素?zé)粽丈?。?）測量：接通電路，將可變電阻器阻值調(diào)為最小以實(shí)現(xiàn)短路，并調(diào)節(jié)鹵素?zé)綦娫摧敵龉β剩沟枚搪冯娏髟?5mA.逐步改變負(fù)載電阻值降低電流，分別讀取電流值、電壓值，記入表格。斷開電路，測量并記錄開路電壓。調(diào)節(jié)鹵素?zé)綦娫摧敵龉β史謩e使短路電流為35mA,25mA,15mA,并重復(fù)上述測量和數(shù)據(jù)記錄。在不同照度下，測量太陽能電池輸出功率P和負(fù)載電阻R的函數(shù)關(guān)系。三、數(shù)據(jù)記

2、錄表1：測量太陽ils=45mA;Ua(第驗(yàn)期器電池的端電壓uftl通過負(fù)載電阻的電能1(短踣電流后開路電壓U0)V)=2.1-居內(nèi)容12345g1/mA44.944.944.9gg42.537電U/V0.010.460921.341.7山R/00210.220.529.fi40.048一4P/niWOAS20.6541.3160.1772.2566.230伯=35m&Llci(第二組實(shí)驗(yàn)麹居內(nèi)容1/niAU/V135.00.01235.00.35335.00.71435.01.05535.01,396節(jié).51.66R/00310,020330,033.749.6P,/mWQ35122524.

3、85而1546.655561表1：測呈太陽能電池的端電壓U和通過負(fù)載電阻的電流I(短路電流Is開路電壓U0)ls=45mA;Uo(V)=2.1第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1415161718192015.114.113.212.411.711.110.51.961.971.971.971.981.981.99129.8139.71492158.9169.2178.4189.529.6027.7826.0024.4323.1721.9820.90I”ls=35mA;Uo(V)=2.03第二組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1415161718192014.013.812.912.211.510.910.31.901.911.911.

4、911.921.931.93135.7138.4148.1156.6167.0177.1187.426.6026.3624.6423.322.0821.0419.84wl：s=25inA;Lia(V)=197第三組實(shí)曰徽據(jù)1891011121324.923.8ZI.719,718.016.61531.471.631.711761.781.801.8159.068.578.889.39S,9108H110.336.60387937.11346732.0423.8827fg.ls-15mA;Uo(V=I1*19口第四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)189ID11121315.015.0115。115.01S.014.e

5、B.90.891.04j1.19j1.331.481.591.6559.3J69.3J79.3J102,098.7108.9118.7下355網(wǎng)117.851-22.9522,20Z3,2122.94*iffls=25mA;Uo(V)=1第三組買推數(shù)據(jù)14151617IB19ZO14.313.312.511.811.110.510.01.831.841.851.051.861.871.87128.0138.314B.0156.6167617&.11S7.026.1724.47231321.8320.65E64lfi.70irrls=l5mA;UoM=190第四組實(shí)獻(xiàn)相14151617IB192

6、013.11Z411711.010.49國9.01.681.701.721.741.751.761.771運(yùn)137.1147.0158.21633177.8196了22.0121.0820.121914182017.4215.93irr四、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)，可以得到以下數(shù)據(jù)。:同:同一短路電流下測得的最大功率所對應(yīng)的變阻器阻值。用：內(nèi)阻阻值。已：同一短路電流下測得的最大功率。E：填充因子，用于表征光電轉(zhuǎn)換效率，越接近1,光電轉(zhuǎn)換效率越高。其中：由以上敘述和公式可以得到以下表格。表2由原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)短路電流Is/mARmax/QRi/。Rmax/RiPmax/mW(Uo*I

7、s)/mWF=Pmax/(Uo*Is)F平均值4540.045.60.87872.2592.250.7830.7913549.658.00.85455.6171.050.7832568.578.80.86938.7949.250.78815108.9127.30.85523.2128.650.810當(dāng)短路電流Is=45mA,35mA,25mA,15mA時(shí)，選取合適的樣本點(diǎn)繪制太陽能電池的伏安特性曲線如下。IS=45MA時(shí)的伏安特性曲線MM流電IS=35MA時(shí)的伏安特性曲線MM流電IS=25MA時(shí)的伏安特性曲線24.924.924.924.924.924.924.924.924.924.90.5

8、11.52電壓U/V924*050505032211令加電13.10.511.513.10.511.52電壓U/VIS=15MA時(shí)的伏安特性曲線151515151515151515114613.9圖2不同短路電流下太陽能電池的伏安特性曲線可以看出，該伏安特性曲線與理想的伏安特性曲線相近。五、思考題1.溫度會對太陽能電池帶來什么影響？溫度會影響太陽能電池的開路電壓，短路電流，輸出功率。決定開路電壓大小的是半導(dǎo)體的禁帶寬度和費(fèi)米能級，由于溫度越高，其費(fèi)米能級越靠近價(jià)帶，所以溫度越高其開路電壓越小，也就是說，溫度-開路電壓二者的曲線大概是一個斜率為負(fù)值的直線。溫度與短路電流的關(guān)系是溫度越高短路電流越大，但是需要注意的是這里短路電流升高的趨勢要小于上面第一條中開路電壓下降的趨勢，也就是說溫度短路電流二者的曲線是一個斜率略微為正值的直線。因?yàn)闇囟壬叩臅r(shí)候開路電壓下降很厲害，其幅度比短路電流升高的幅度要大，所以在溫度升高的時(shí)候其總輸出功率