《太阳能电池特性》PPT课件
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太阳能电池ppt-PPT课件
太阳能电池的发展历程及现状
1951年生长p-n结，实现制备单晶锗电池 1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次 制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为 电能的实用光伏发电技术。 1958年，我国研制出首块单晶硅 1960年，Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14% 1977年，D.E.Carlson和C.R.Wronski制成第一个非晶硅太 阳能电池 2019年，我国成为生产太阳能电池最多的国家
太阳能电池的产生背景
再者，这些不可再生能源的大量使用，还会产生环境 污染、生态破坏等严重问题。 因此，开发一种储量巨大、清洁、无污染的可再生能 源已经成为当今社会的广泛共识。 与常规能源相比，太阳能具有三大优势： 其一，它是人类可以利用的最丰富的能源。据统计， 在过去的漫长的十几亿年中，太阳只消耗了它本身能量的 2%。按照这种速度计算，太阳足以供给人类使用几十亿 年，可谓取之不尽、用之不竭。
太阳能电池的发展历程及现状
太阳能电池的发展历程及现状
根据Dataquest的统计资料显示，目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中。其中有95个国 家正在大规模地进行太阳能电池的研究开发，积极生产各 种相关的节能新产品Baidu Nhomakorabea 目前，许多国家正在制定中长期太阳能开发计划，准 备在21世纪大规模开发太阳能：美国能源部推出了“ 国 家光伏计划”和“太阳能路灯计划” ；日本提出了“阳 光计划” ；日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家决定携 手合作，在亚洲内陆和非洲沙漠地区建设世界上规模最大 的太阳能发电站。
光伏太阳能电池基本知识PPT课件
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杂质半导体
N型杂质半导体
P型杂质半导体
摻入五价元素（如磷），摻杂后自 由电子数目大量增加，自由电子导电成 为这种半导体的主要导电方式，称为电 子半导体或N型半导体。
在N型半导体中自由电子是多数载 流子，空穴是少数载流子。
摻入三价元素（如硼），摻杂后空 穴大量增加，空穴导电成为这种半导体 的主要导电方式，称为空穴半导体或P 型半导体。
一般用波长（符号为λ）或相对应的能量（符号为E） 来描述一个光子的特性。 子的能量与波长之间存在反比例 关系，方程如下：
E=hc/ λ 其中h是普朗克常数，c表示光速。 当描述光子、电子等粒子时，共同使用的能量单位是 “电子伏特”（eV），而不是“焦耳”（J）。一个电子 伏 特的能量相当于把一个电子的电势提高一伏所需要的功， 所以
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载流子的产生——光的吸收
对光的吸收即产生了多子又产生少子。在很多光伏应用中，光生载流子的数目要 比由于掺杂而产生的多子的数目低几个数量级。
因此，在被光照的半导体内部，多子的数量变化并不明显。但是对少子的数量来 说情况则完全相反。由光产生的少子的数目要远高于原本无光照时的光子数目，也因 此在有光照的太阳能电池内的少子数目几乎等于光产生的少子数目。
本征载流子浓度就是指本征材料中导带中的电子数目或价带中的空穴数目。 载流子的数目决定于材料的禁带宽度和材料的温度。宽禁带会使得载流子很难通过 热激发来穿过它，因此宽禁带的本征载流子浓度一般比较低。但还可以通过提高温度让 电子更容易被激发到导带，同时也提高了本征载流子的浓度。 右图显示了两个温度下 的半导体本征载流子浓度。需 要注意的是，两种情况中，自 由电子的数目与空穴的数目都 是相等的。
杂质半导体
N型杂质半导体
P型杂质半导体
摻入五价元素（如磷），摻杂后自 由电子数目大量增加，自由电子导电成 为这种半导体的主要导电方式，称为电 子半导体或N型半导体。
在N型半导体中自由电子是多数载 流子，空穴是少数载流子。
摻入三价元素（如硼），摻杂后空 穴大量增加，空穴导电成为这种半导体 的主要导电方式，称为空穴半导体或P 型半导体。
一般用波长（符号为λ）或相对应的能量（符号为E） 来描述一个光子的特性。 子的能量与波长之间存在反比例 关系，方程如下：
E=hc/ λ 其中h是普朗克常数，c表示光速。 当描述光子、电子等粒子时，共同使用的能量单位是 “电子伏特”（eV），而不是“焦耳”（J）。一个电子 伏 特的能量相当于把一个电子的电势提高一伏所需要的功， 所以
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载流子的产生——光的吸收
对光的吸收即产生了多子又产生少子。在很多光伏应用中，光生载流子的数目要 比由于掺杂而产生的多子的数目低几个数量级。
因此，在被光照的半导体内部，多子的数量变化并不明显。但是对少子的数量来 说情况则完全相反。由光产生的少子的数目要远高于原本无光照时的光子数目，也因 此在有光照的太阳能电池内的少子数目几乎等于光产生的少子数目。
本征载流子浓度就是指本征材料中导带中的电子数目或价带中的空穴数目。 载流子的数目决定于材料的禁带宽度和材料的温度。宽禁带会使得载流子很难通过 热激发来穿过它，因此宽禁带的本征载流子浓度一般比较低。但还可以通过提高温度让 电子更容易被激发到导带，同时也提高了本征载流子的浓度。 右图显示了两个温度下 的半导体本征载流子浓度。需 要注意的是，两种情况中，自 由电子的数目与空穴的数目都 是相等的。
太阳能电池PPT课件
然而，这些曾经被人们广泛应用并且现在还在被使用 的基本都是不可再生能源。其有限的储量与人类无限的需 求之间构成了不可调和的矛盾。
其次，煤、石油、天然气等化石燃料燃烧后会产生大 量的二氧化碳气体，造成温室效应，加速全球气候变暖， 给人类及其他动植物的生存构成巨大挑战。
.
3
太阳能电池的产生背景
再者，这些不可再生能源的大量使用，还会产生环境 污染、生态破坏等严重问题。
.
9
太阳能电池的发展历程及现状
我国对太阳能电池的研发工作十分重视。国家发改委 制定的“ 光明工程 ”将筹资100亿元用于推进太阳能发电 技术的应用，计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容 量达到300兆瓦。
目前，我国已有10条太阳能电池生产线，年生产能力 约为4.5MW，其中8条生产线是从国外引进的。在这8条 生产线中，有6条单晶硅太阳能电池生产线，2条非单晶硅 太阳能电池生产线。
.
11
太阳能电池的原理
当P型和N型半导体结合在一起时 ， 在两种半导体的 交界面区域里会形成一个特殊的薄层 ，界面的P型一侧带 负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型 半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到 P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由 N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后， 就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。
其次，煤、石油、天然气等化石燃料燃烧后会产生大 量的二氧化碳气体，造成温室效应，加速全球气候变暖， 给人类及其他动植物的生存构成巨大挑战。
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太阳能电池的产生背景
再者，这些不可再生能源的大量使用，还会产生环境 污染、生态破坏等严重问题。
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太阳能电池的发展历程及现状
我国对太阳能电池的研发工作十分重视。国家发改委 制定的“ 光明工程 ”将筹资100亿元用于推进太阳能发电 技术的应用，计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容 量达到300兆瓦。
目前，我国已有10条太阳能电池生产线，年生产能力 约为4.5MW，其中8条生产线是从国外引进的。在这8条 生产线中，有6条单晶硅太阳能电池生产线，2条非单晶硅 太阳能电池生产线。
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太阳能电池的原理
当P型和N型半导体结合在一起时 ， 在两种半导体的 交界面区域里会形成一个特殊的薄层 ，界面的P型一侧带 负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型 半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到 P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由 N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后， 就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。
太阳能电池介绍课件PPT
3.1 太阳能光伏发电原理
3.1.2 p-n结—单向导电性
当p-n结加上正向偏压，外加电场的方向与内建电场的方 向相反，打破了扩散运动和漂移运动的相对平衡，形成通 过p-n结的电流（称为正向电流），较大； 当p-n结加上反向偏压 ，构成p-n结的反向电流，很小。
图3-9 p-n结单向导电特性
3.1 太阳能光伏发电原理
3.1 太阳能光伏发电原理
3.1.2 p-n结
n型半导体和p型半导体紧密接触，在交界处n区中电子 浓度高，要向p区扩散，在N区一侧就形成一个正电荷的区 域；同样，p区中空穴浓度高，要向n区扩散，p区一侧就形 成一个负电荷的区域。这个n区和p区交界面两侧的正、负 电荷薄层区域称为“空间电荷区”，即p-n结—内建电场 E— 电势差UD—电势能 电势能=电荷×电势=(q)(UD)=qUD qUD通常称作势垒高度。 内建电场一方面阻止“多子”的扩散运动，另一方面增 强“少子”漂移运动，最终达到平衡状态。
3.1 太阳能光伏发电原理
（2）晶体中自由电子的运动 由于晶体内原子的振动，自由电子在晶体中做杂乱无章 的运动。 电流：导体中的自由电子在电场力作用下的定向运动形 成电流。 迁移率：在单位电场强度（1V/cm）下，定向运动的自 由电子的“直线速度”，称为自由电子的迁移率，用表 示，这也是决定物体导电能力的主要因素。 电导率：表征物体导电能力的物理量，用表示,=en 电阻：导体中的自由电子定向运动形成电流所受Leabharlann Baidu的 “阻力”，它也表征表征物体导电能力。导体的电阻特 性用电阻 l
太阳能电池原理PPT课件
第15页/共105页
金属中的准 能带的准自 自由电子（价电子）模型 由电子物理模型
金属中的自由电子除去与离子实相互碰撞的瞬间外，无相互作用。电子 所受到的势能函数为常数。 电子波函数仍然为自由电子波函数 电子受到晶格的散射，当电子的波矢落到布里渊区 边界时，发生Bragg衍射
第16页/共105页
f = Ae-ikx
f + = Aeikx- Ae-ikx
r+ = 4A2sin2(kx)
f = Aeikx
k•(G/2) = (G/2)2时：
自由电子波满足Bragg 方程，行波不存在，代 之于驻波解，形成能带
E (k)2
E
2m
2/a /a
0
第25页/共105页
Eg
/a 2/a
Resulted from r-
E
1 2
m0v2
1 2
p2 m0
• 波： 波数为k，频率为f
p k
E f
第18页/共105页
r (x) = |f |2
f = Aeikx
E
E (k)2
2m
k
第19页/共105页
2.1 半导体物理基础
自由电子的电子状态
p k
E
1 2
m0v2
1 2
p2 m0
E 2k 2 2m0
金属中的准 能带的准自 自由电子（价电子）模型 由电子物理模型
金属中的自由电子除去与离子实相互碰撞的瞬间外，无相互作用。电子 所受到的势能函数为常数。 电子波函数仍然为自由电子波函数 电子受到晶格的散射，当电子的波矢落到布里渊区 边界时，发生Bragg衍射
第16页/共105页
f = Ae-ikx
f + = Aeikx- Ae-ikx
r+ = 4A2sin2(kx)
f = Aeikx
k•(G/2) = (G/2)2时：
自由电子波满足Bragg 方程，行波不存在，代 之于驻波解，形成能带
E (k)2
E
2m
2/a /a
0
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Eg
/a 2/a
Resulted from r-
E
1 2
m0v2
1 2
p2 m0
• 波： 波数为k，频率为f
p k
E f
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r (x) = |f |2
f = Aeikx
E
E (k)2
2m
k
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2.1 半导体物理基础
自由电子的电子状态
p k
E
1 2
m0v2
1 2
p2 m0
E 2k 2 2m0
《太阳能电池的特性》课件
太阳能电池技术的发展将推动未来能 源结构的转型，减少对化石燃料的依 赖，实现能源的可持续发展。
随着太阳能电池技术的不断进步和成 本的不断降低，其在全球能源供应中 的份额将逐渐增加，成为未来能源发 展的主流。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
地域限制
在某些地区，太阳辐射强度较 低，太阳能发电效率低下。
未来发展前景
技术进步
随着技术的不断进步，太阳能电池的效率将 得到提高，成本将逐渐降低。
政策支持
各国政府对可再生能源的支持力度不断加大 ，将促进太阳能电池的发展。
储能技术发展
随着储能技术的不断发展，太阳能电池的储 能问题将得到解决。
多元化应用
洁的能源。
经济效益
长期使用可以节省大量 的电费，降低能源成本
。
应用广泛
太阳能电池可以用于各 种领域，如住宅、商业
、工业等。
局限性
依赖天气
太阳能发电受天气影响较大， 阴天、雨天等无法正常发电。
储能问题
目前太阳能电池的储能技术尚 未完全成熟，无法解决夜间或 无阳光时的能源需求。
成本较高
虽然长期使用可以节省能源成 本，但太阳能电池的初始投资 成本较高。
详细描述
耐候性能是指太阳能电池在不同气候条件下的稳定性和可靠性。良好的耐候性能 意味着太阳能电池能够在各种环境条件下保持其性能和效率。
随着太阳能电池技术的不断进步和成 本的不断降低，其在全球能源供应中 的份额将逐渐增加，成为未来能源发 展的主流。
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地域限制
在某些地区，太阳辐射强度较 低，太阳能发电效率低下。
未来发展前景
技术进步
随着技术的不断进步，太阳能电池的效率将 得到提高，成本将逐渐降低。
政策支持
各国政府对可再生能源的支持力度不断加大 ，将促进太阳能电池的发展。
储能技术发展
随着储能技术的不断发展，太阳能电池的储 能问题将得到解决。
多元化应用
洁的能源。
经济效益
长期使用可以节省大量 的电费，降低能源成本
。
应用广泛
太阳能电池可以用于各 种领域，如住宅、商业
、工业等。
局限性
依赖天气
太阳能发电受天气影响较大， 阴天、雨天等无法正常发电。
储能问题
目前太阳能电池的储能技术尚 未完全成熟，无法解决夜间或 无阳光时的能源需求。
成本较高
虽然长期使用可以节省能源成 本，但太阳能电池的初始投资 成本较高。
详细描述
耐候性能是指太阳能电池在不同气候条件下的稳定性和可靠性。良好的耐候性能 意味着太阳能电池能够在各种环境条件下保持其性能和效率。
太阳能电池介绍ppt课件
3.1 太阳能光伏发电原理
4. 禁带、价带和导带 电子只能在各能带内运动 ，能带之间的区域没有电子态, 这个区域叫做“禁带”，用Eg 表示。 完全被电子填满的能带称为“满带”，最高的满带容纳 价电子，称为“价带”,价带上面完全没有电子的称为“空 带”。 有的能带只有部分能级上有电子,一部分能级是空的。 这种部分填充的能带,在外电场的作用下,可以产生电流。
性用电阻
R l
率表示 （=1/ ） 。导体电阻
S
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
3.1 太阳能光伏发电原理
（3）导体、绝缘体和半导体 导体，导电能力强的物体，电阻率为10-9~l0-6cm ； 绝缘体，不能导电或者导电能力微弱到可以忽略不计的 物体 ，电阻率为108~l020cm ； 半导体，导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，电阻 率为10-5~l07cm 。 导电机理： 金属导体导电是自由电子（n恒定）在电场力作用下的定 向运动， 电导率基本恒定； 半导体导电是电子和空穴在电场力作用下的定向运动。电 子和空穴的浓度随温度、杂质含量、光照等变化较大，影 响其导电能力。
3.1 太阳能光伏发电原理
4. 禁带、价带和导带
4. 禁带、价带和导带 电子只能在各能带内运动 ，能带之间的区域没有电子态, 这个区域叫做“禁带”，用Eg 表示。 完全被电子填满的能带称为“满带”，最高的满带容纳 价电子，称为“价带”,价带上面完全没有电子的称为“空 带”。 有的能带只有部分能级上有电子,一部分能级是空的。 这种部分填充的能带,在外电场的作用下,可以产生电流。
性用电阻
R l
率表示 （=1/ ） 。导体电阻
S
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
3.1 太阳能光伏发电原理
（3）导体、绝缘体和半导体 导体，导电能力强的物体，电阻率为10-9~l0-6cm ； 绝缘体，不能导电或者导电能力微弱到可以忽略不计的 物体 ，电阻率为108~l020cm ； 半导体，导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，电阻 率为10-5~l07cm 。 导电机理： 金属导体导电是自由电子（n恒定）在电场力作用下的定 向运动， 电导率基本恒定； 半导体导电是电子和空穴在电场力作用下的定向运动。电 子和空穴的浓度随温度、杂质含量、光照等变化较大，影 响其导电能力。
3.1 太阳能光伏发电原理
4. 禁带、价带和导带
《太阳能电池》课件
多晶硅太阳能电池
利用多晶硅材料制造，制 造成本较低，但光电转换 效率略低于单晶硅太阳能 电池。
薄膜太阳能电池
利用薄膜技术制造，具有 轻便、可弯曲等特点，但 光电转换效率相对较低。
02
太阳能电池的工作原理
光吸收
太阳能电池通过光吸收过程将太阳光转化为电能。
半导体材料（如硅、铜铟镓硒等）具有能带结构，当太阳光照射到太阳能电池表面 时，光子能量激发电子从价带跃迁到导带，产生光生电子和空穴。
02
电压的产生是由于光生电子和空穴在电场的作用下分别向负极
和正极移动时所受到的电场力。
电流与电压的大小取决于光生电子和空穴的浓度以及电场强度
03 。
03
太阳能电池的应用
住宅用电
住宅屋顶光伏发电系统
利用太阳能电池板将光能转化为电能，为家庭提供电力，降 低电费支出。
便携式太阳能充电器
为手机、平板电脑等移动设备提供充电服务，方便居民随时 随地充电。
交通工具用电
太阳能汽车
利用太阳能电池板为电动汽车提供动力，减少对传统能源的依赖。
太阳能飞机
在飞机上安装太阳能电池板，为飞机提供辅助动力，减少燃油消耗。
04
太阳能电池的优缺点
优点
环保性
太阳能电池利用太阳能 进行发电，不产生任何 污染物，对环境友好。
可持续性
太阳能资源丰富，且可 再生，使用太阳能电池 有助于实现能源的可持
《太阳能电池》PPT课件
精选ppt
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太阳能电池的应用
目前太阳能电池已从军事领域、航天领域逐渐进 入工业、商业、农业、公共实施等领域。尤其可以 分散到边远地区、无法通输电线的地区，这样可以 大大降低架设输电线路所需要的费用。在电力方面 可以应用于大功率发电系统、家庭发电系统等。在 交通运输方面也有广泛的用途，像应用于汽车、船 舶、道路照明，在我们周围有很多应用，像我们用 的计算器、手表等。
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Page 25
目前对于某一种光电池材料，只是与其对应的光 谱段。所以，对单晶硅能量转化的效率的理论极限为 27.8%。太阳光中有大量的低能长波光子，降低了太阳 能电池的效率。
提高转换效率和降低成本是太阳能电池制备中考 虑的两个因素，对于目前的硅系太能电池，要想再进 一步提高转换效率是比较困难的。
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新型太阳能电池 ——铁电太阳能电池
精选ppt
4
• 到1969年美国人登陆月球，这使得太阳能电池的 发展达到了第1个巅峰期。此后，几乎所有发射的 人造天体上都装设太阳能电池。
• 20世纪70年代初期，由于中东战争，石油禁运， 使得工业国家的石油供应中断，出现了“能源危机 ”，人们开始认识到不能长期依靠传统能源。于是 太阳能电池的应用已被提上了各国政府的议事日 程。
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3
太阳能电池的发展历史
• 1954年Bell实验室研发出第—个太阳能电池，不 过由于效率太低，造价太高，缺乏商业价值。随 着航天技术的发展，使太阳能电池的作用不可替 代，太阳能电池成为太空飞行器中不可取代的重 要部分。
太阳能电池特性PPT课件
本实验主要研究多晶硅，非晶 硅两种太阳能电池的特性。
第1页/共17页
实验目的
1.测量太阳能电池的暗伏安特性； 2.测量开路电压、短路电流与光强关系的； 3.测量太阳能电池输出特性。
第2页/共17页
实验原理
太阳光电池的发电原理是利用太阳电池吸收0.4μm～1.1μm 波长(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种 发电方式。
太阳能光伏发电—是可以预 见的清洁能源利用最好方案。太 阳能电池又称为“太阳能芯片” 或“光电池”是通过光电效应或 者光化学效应直接把光能转化成 电能的装置。只要被光照到，瞬 间就可输出电压及电流。在物理 学上称为太阳能光伏 (Photovoltaic，photo 光线， voltaics 电力，缩写为PV)，简称 光伏。
太阳能电池是一种可以将能量转换的光电元件，由运用P型 与N型半导体接合而成的，其基本结构就是一个大面积的P-N结。
势垒电场方向
N 空间电荷区
P
图 1 半导体 P-N 结示意图
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实验仪器
光源（碘钨灯）、电压源、电流表、太阳能电池、电 压/光强表、遮光罩、滑动支架、导轨、可变电阻箱等
第4页/共17页
第15页/共17页
实验报告要求
实验报告
用坐标纸画出特性曲线图 预习手册数据页
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实验目的
1.测量太阳能电池的暗伏安特性； 2.测量开路电压、短路电流与光强关系的； 3.测量太阳能电池输出特性。
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实验原理
太阳光电池的发电原理是利用太阳电池吸收0.4μm～1.1μm 波长(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种 发电方式。
太阳能光伏发电—是可以预 见的清洁能源利用最好方案。太 阳能电池又称为“太阳能芯片” 或“光电池”是通过光电效应或 者光化学效应直接把光能转化成 电能的装置。只要被光照到，瞬 间就可输出电压及电流。在物理 学上称为太阳能光伏 (Photovoltaic，photo 光线， voltaics 电力，缩写为PV)，简称 光伏。
太阳能电池是一种可以将能量转换的光电元件，由运用P型 与N型半导体接合而成的，其基本结构就是一个大面积的P-N结。
势垒电场方向
N 空间电荷区
P
图 1 半导体 P-N 结示意图
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实验仪器
光源（碘钨灯）、电压源、电流表、太阳能电池、电 压/光强表、遮光罩、滑动支架、导轨、可变电阻箱等
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实验报告要求
实验报告
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相关主题
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5. 能量转换效率Power Conversion Efficiency
(ηs(%) )：太阳电池的最大输出功率和入射光的功率
之比。
s %
Pmax 100 % Pin
Pin I S
其中I为光强，S为面积
S 0.003m2
* 测太阳能输出特性实验时，选30cm处的光强
实验内容及步骤
1. 太阳能电池的暗伏安特性测量
感谢下 载
1. 开路电压open-circuit voltage ( VOC )：太阳能电池 处于开路状态时两端电压，即负载断开时测得的最大电压
2. 短路电流short-circuit current (ISC)：太阳电池处 于短路状态时流过的电流，即负载电阻为零时测得的最大电 流。
输出电流 I
Pmax
3. 输出功率：太阳能电池的输 （输出功率）
本实验主要研究多晶硅， 非晶硅两种太阳能电池的特性。
实验目的
1.测量太阳能电池的暗伏安特性； 2.测量开路电压、短路电流与光强关系的； 3.测量太阳能电池输出特性。
实验原理
太阳光电池的发电原理是利用太阳电池吸收0.4μm～ 1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出 的一种发电方式。
太阳能电池特性实验
能源短缺
环境污染
太阳能光伏发电—是可以 预见的清洁能源利用最好方案。 太阳能电池又称为“太阳能芯片” 或“光电池”是通过光电效应或 者光化学效应直接把光能转化成 电能的装置。只要被光照到，瞬 间就可输出电压及电流。在物理 学上称为太阳能光伏 (Photovoltaic，photo 光线， voltaics 电力，缩写为PV)，简 称光伏。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
注意事项
1. 开路电压、短路电流不能同时测； 2. 做太阳能电池输出特性实验也就是表3时，要边 做边算，找到最大值，并作标注，且找到最大值后 需要有两组数据来支撑；
3. 每个实验台上的仪器不能相互调换；
4. 实验完毕后，请整理好试验台。
实验报告要求
实验报告
用坐标纸画出特性曲线图 预习手册数据页
感谢下 载
出功率为输出电压与输入电压 ISC
的乘积。
输出电压与输出电流的最大乘 积值称为最大输出功率Pmax 。
VOC 输出电压 V 图 2 太阳能电池的输出特性
4. 填充因子Fill Factor (F.F)，是太阳能电池性能优劣的 重要参数，其值越大，电池的光电转换效率越高。
F.F Pmax Voc Isc
伏安特性测量接线原理图
注意：1.打开光源，用遮光罩罩住太阳能电池； 2.注意电路的连接；将“电压输出”接口的两根线互换，即加上反向电压；
3.电流表量程建议为200mA ，表1仅需测量电压为-7-3V时多晶硅和非晶硅
的电流。
表1 三种太阳能电池的暗伏安特性测量
2. 测试电池的开路电压与短路电流
注意：1.打开光源开关，预热5分钟； 2.打开遮光罩，将光强探头装在太阳能电池板位置，测试仪设为“光强
测量”； 3.将光探头换为多晶硅或非晶硅时，需要把测试仪设置为“电压表”状
态
表2 三种太阳能电池开路电压与短路电流随光强变化关系
3. 测试电池的输出特性 （改变负载）
注意：1.选距离为30cm进行实验；
撑。
2.边做边算，找出并标注最大的输出功率，且之后需有两组数据做支
表3 3种太阳能电池输出特性实验
太阳能电池是一种可以将能量转换的光电元件，由运用 P型与N型半导体接合而成的，其基本结构就是一个大面积的P-N 结。
势垒电场方向
N 空间电荷区
P
图 1 半导体 P-N 结示意图
实验仪器
光源（碘钨灯）、电压源、电流表、太阳能电池、电 压/光强表、遮光罩、滑动支架、导轨、可变电阻箱等
光伏电池的主要性能参数有开路电压VOC、短 路电流ISC、最大输出功率Pmax、填充因子F.F、能量 转换效率ηs(%)等。