實(shí)驗(yàn)原理

太陽(yáng)能電池工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏應(yīng)。所謂光生伏應(yīng)就是當(dāng)物體受到光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓。

當(dāng)光照射到PN結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生電子--空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部P-N結(jié)附近生成的載流子沒(méi)有被復(fù)合而到達(dá)空間電荷區(qū)，受內(nèi)部電場(chǎng)的吸引，電子流入N區(qū)，空穴流入P區(qū)，結(jié)果使N區(qū)儲(chǔ)存了過(guò)剩的電子，P區(qū)有過(guò)剩的空穴。它們?cè)赑-N結(jié)附近形成與勢(shì)壘方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)除了部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)的作用外，還使P區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是光生伏應(yīng)。

儀器概述

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)碘鎢燈模擬太陽(yáng)光，照射到太陽(yáng)能電池板發(fā)電，然后通過(guò)輻照度計(jì)測(cè)量不同位置的太陽(yáng)光的輻照度，從而測(cè)量太陽(yáng)能電池(單晶硅、多晶硅、非晶硅三種樣品)在光照時(shí)的輸出特性并求得它的短路電流(I_SC)、開(kāi)路電壓(U_OC)、輸出功率P_max及填充因子FF。填充因子是代表太陽(yáng)能電池性能優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)。

儀器特點(diǎn)

• 采用積木式設(shè)計(jì)，學(xué)生可以自行更換不同的太陽(yáng)能電池樣品元件，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)構(gòu)建及動(dòng)手能力。

• 本實(shí)驗(yàn)包含一個(gè)輻照度計(jì)，可以方便地測(cè)量太陽(yáng)光的光照強(qiáng)度。

• 本實(shí)驗(yàn)包含三種太陽(yáng)能電池模塊：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅和非晶硅，?shí)驗(yàn)內(nèi)含豐富，實(shí)驗(yàn)過(guò)程環(huán)保清潔。

• 便捷的數(shù)據(jù)采集接口：實(shí)驗(yàn)電源配置3個(gè)模擬數(shù)據(jù)采集接口，可以連接電壓傳感器和PASCO數(shù)據(jù)采集軟件，可以實(shí)時(shí)地采集大量的數(shù)據(jù)來(lái)分析測(cè)試結(jié)果，方便、快捷、高效地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

全暗條件下，太陽(yáng)能電池外加電壓的伏安特性

測(cè)量不同光照強(qiáng)度下太陽(yáng)能電池的開(kāi)路輸出電壓U_OC和短路電流I_SC

光照下太陽(yáng)能電池的輸出特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)

部件列表

選配件和自配件