1、本科學生實驗報告學號 姓名 學院 物電學院 專業(yè)、班級 12級光電子班 實驗課程名稱 太陽能電池特性測量實驗 教師及職稱 開課學期 2014 至 2015 學年 下 學期 填報時間 2015 年 3 月 25 日云南師范大學教務處編印一、實驗設計方案實驗序號 實驗室同析3棟318實驗時間3月30日 小組成員 實驗名稱 太陽能電池特性測量實驗1 實驗目的1、了解太陽能電池的工作原理和使用方法；2、掌握開路電壓和短路電流及與相對光強的函數關系的測試方法；3、掌握太陽能電池特性及其測試方法。2 實驗原理、實驗流程或裝置示意圖 太陽能電池能夠吸收光的能量，并將所吸收的光子的能量轉化為電能。在沒有光照時

2、，可將太陽能電池視為一個二極管，其正向偏壓與通過的電流的關系為：其中是二極管的反向飽和電流，是理想二極管參數，理論值為1。是玻爾茲曼常量，為電子的電荷量，為熱力學溫度。由半導體理論知，二極管主要是由如圖1-1所示的能隙為的半導體所構成。 為半導體導電帶，為半導體價電帶。當入射光子能量大于能隙時，光子被半導體所吸收，并產生電子-空穴對。電子-空穴對受到二極管內電場的影響而產生光生電動勢，這一現象稱為光伏效應。圖1-1 光電流示意圖太陽能電池的基本技術參數除短路電流和開路電壓外，還有最大輸出功率和填充因子。最大輸出功率也就是的最大值。填充因子定義為：是代表太陽能電池性能優(yōu)劣的一個重要參數。值越大，

3、說明太陽能電池對光的利用率越高。3實驗設備及材料光電技術創(chuàng)新綜合實驗平臺 一臺太陽能電池模塊 一套連接導線 若干4實驗方法步驟及注意事項 實驗步驟：1、開路電壓測試圖1-2（1）移動太陽能電池板，將其置于燈（模擬太陽光源）正下方；（2）用2#連接導線直接將太陽能電池板與電壓表連接（紅-正，黑-負），連接如圖1-2所示；（3）列表記錄電壓值于表1-1，重復測量5次；（4）拆除實驗連線，還原實驗儀器。2、短路電流測試圖1-3（1）移動太陽能電池板，將其置于燈（模擬太陽光源）正下方；（2）用2#連接導線直接將太陽能電池板與電流表連接（紅-正，黑-負），連接如圖1-3所示；（3）列表記錄電流值于表1-

4、1，重復測量5次；（4）拆除實驗連線，還原實驗儀器。3、開路電壓和短路電流及與相對光強的函數關系的測試（1）移動太陽能電池板，將其置于燈（模擬太陽光源）正下方；（2）用2#連接導線直接將太陽能電池板與電壓表及電流表連接（紅-正，黑-負），連接如圖1-2及圖1-3所示，分別用于測量開路電壓和短路電流；（3）移動太陽能電池板（或燈），測量不同位置的開路電壓、短路電流，同時將太陽能電池板移走，然后將照度表探頭放置在太陽能電池板初始位置，測量其光照度并記錄；（4）列表記錄電壓值及電流值，大致以5cm為間距，由近至遠移動太陽能電池板，測量10次；（5）拆除實驗連線，還原實驗儀器。4、伏安特性的測試及與最

5、大輸出功率的測試圖1-4（1）移動太陽能電池板，將其置于燈（模擬太陽光源）正下方；（2）用2#連接導線直接將太陽能電池板與電壓表及電流表連接（紅-正，黑-負），連接如圖1-4所示；（3）調節(jié)負載電阻，列表記錄對應的電壓值及電流值；（4）完成步驟3后，移走太陽能電池板，然后將照度表探頭放置在太陽能電池板初始位置，測量其光照度并記錄；（5）重復步驟3、4，進行多次測量；（6）拆除實驗連線，還原實驗儀器。5、負載特性的測試（1）移動太陽能電池板，將其置于燈（模擬太陽光源）正下方；（2）連接電路同實驗1-4；（3）調節(jié)負載電阻，列表記錄對應的電壓值及負載大??；（4）拆除實驗連線，還原實驗儀器。注意事項

6、：1、實驗過程中嚴禁用導體接觸實驗儀裸露元器件及其引腳；2、實驗操作中不要帶電插拔導線，應該在熟悉原理后，按照電路圖連接，檢查無誤后，方可打開電源進行實驗；3、若照度計、電流表或電壓表顯示為“1”時說明超出量程，選擇合適的量程再測量；4、嚴禁將任何電源對地短路。5實驗數據處理方法 本實驗采用列表法處理數據6參考文獻 1袁鎮(zhèn) 賀立龍.太陽能電池的基本特性.現代電子技術，2007,(16):163165. 2苗建勛，李水泉，石發(fā)旺，曹萬民，武金樓太陽能電池基本特性研究.大學物理實驗1996年,(04):23-25 . 3杭州精科儀器有限公司. 太陽能電池特性實驗儀說明書.4楊金煥，于化叢，葛亮太陽

7、能光伏發(fā)電應用技術北京：電子工業(yè)出版社，20085楊德仁太陽電池材料北京：化學工業(yè)出版社，20066王長貴，王期成太陽能光伏發(fā)電應用技術北京：化學工業(yè)出版社，2009二實驗報告1實驗現象與結果1、記錄數據列表如表1-1所示，計算開路電壓及短路電流的平均值；表1-1 開路電壓及短路電流測試次數12345平均值開路電壓（V）短路電流（mA）2、開路電壓和短路電流及與相對光強的函數關系的數據記錄列表如表1-2所示，畫出開路電壓-照度曲線及短路電流-照度曲線；表1-2 開路電壓和短路電流及與相對光強的函數關系的測試位置（cm）10152025309095100照度（Lx）開路電壓（V）短路電流（mA）3、記錄伏安特性的測試數據列表如1-3所示，畫出曲線圖，求短路電流和開路電壓，求太陽能電池的最大輸出功率及最大輸出功率時負載電阻，求填充因子；表1-3 伏安特性的測試測試照度（Lx）電壓（V）電流（mA）4、