中国石油大学(华东)大物实验太阳能电池的基本特性研究
太阳能电池基本特性实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除太阳能电池基本特性实验报告篇一：实验报告--太阳能电池伏安特性的测量实验报告姓名：张伟楠班级：F0703028学号：5070309108实验成绩：同组姓名：张家鹏实验日期：08.03.17指导教师：批阅日期：太阳能电池伏安特性的测量【实验目的】1.了解太阳能电池的工作原理及其应用2.测量太阳能电池的伏安特性曲线【实验原理】1．太阳电池的结构以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图1所示．晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn结进行工作．一般采用n+/p同质结的结构，即在约10cm×10cm面积的p型硅片（厚度约500μm）上用扩散法制作出一层很薄（厚度~0.3μm）的经过重掺杂的n型层．然后在n型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极．在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极．这样就形成了晶体硅太阳电池．为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜．图一太阳电池结构示意图2．光伏效应图二太阳电池发电原理示意图当光照射在距太阳电池表面很近的pn结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度eg，则在p区、n区和结区光子被吸收会产生电子–空穴对．那些在结附近n区中产生的少数载流子由于存在浓度梯度而要扩散．只要少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处．在p区与n区交界面的两侧即结区，存在一空间电荷区，也称为耗尽区．在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n区指向p区，这个电场称为内建电场．这些扩散到结界面处的少数载流子（空穴）在内建电场的作用下被拉向p区．同样，如果在结附近p区中产生的少数载流子（电子）扩散到结界面处，也会被内建电场迅速被拉向n区．结区内产生的电子–空穴对在内建电场的作用下分别移向n区和p区．如果外电路处于开路状态，那么这些光生电子和空穴积累在pn结附近，使p区获得附加正电荷，n区获得附加负电荷，这样在pn结上产生一个光生电动势．这一现象称为光伏效应（photovoltaiceffect,缩写为pV）．3．太阳电池的表征参数太阳电池的工作原理是基于光伏效应．当光照射太阳电池时，将产生一个由n区到p区的光生电流Iph．同时，由于pn结二极管的特性，存在正向二极管电流ID，此电流方向从p区到n区，与光生电流相反．因此，实际获得的电流I为（1）式中VD为结电压，I0为二极管的反向饱和电流，Iph为与入射光的强度成正比的光生电流，其比例系数是由太阳电池的结构和材料的特性决定的．n称为理想系数（n值），是表示pn结特性的参数，通常在1~2之间．q为电子电荷，kb为波尔茨曼常数，T为温度．如果忽略太阳电池的串联电阻Rs，VD即为太阳电池的端电压V，则（1）式可写为（2）当太阳电池的输出端短路时，V=0（VD≈0），由（2）式可得到短路电流即太阳电池的短路电流等于光生电流，与入射光的强度成正比．当太阳电池的输出端开路时，I=0，由（2）和（3）式可得到开路电压（3）当太阳电池接上负载R时，所得的负载伏–安特性曲线如图2所示．负载R可以从零到无穷大．当负载Rm使太阳电池的功率输出为最大时，它对应的最大功率pm为（4）式中Im和Vm分别为最佳工作电流和最佳工作电压．将Voc与Isc的乘积与最大功率pm之比定义为填充因子FF，则（5）FF为太阳电池的重要表征参数，FF愈大则输出的功率愈高．FF取决于入射光强、材料的禁带宽度、理想系数、串联电阻和并联电阻等．太阳电池的转换效率η定义为太阳电池的最大输出功率与照射到太阳电池的总辐射能pin之比，即（6）图三太阳电池的伏–安特性曲线4．太阳电池的等效电路图四太阳电池的等效电路图太阳电池可用pn结二极管D、恒流源Iph、太阳电池的电极等引起的串联电阻Rs和相当于pn结泄漏电流的并联电阻Rsh组成的电路来表示，如图3所示，该电路为太阳电池的等效电路．由等效电路图可以得出太阳电池两端的电流和电压的关系为（7）为了使太阳电池输出更大的功率，必须尽量减小串联电阻Rs，增大并联电阻Rsh．【实验数据记录、实验结果计算】◆实验中测得的各个条件下的电流、电压以及对应的功率的表格如下：表11.根据以上数据作出各个条件下太阳能电池的伏安特性曲线2.各个条件下，光伏组件的输出功率p随负载电压V的变化【对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论】◆各个条件下太阳能电池的伏安特性曲线图的分析与讨论从图中的曲线可以明显看出：1.光照距离越近，也即是光强越大，电池产生的电动势越大（但不能断定是否有上界）；2.研究电动势的大小，两个电池并联，电动势几乎不变，电池串联，电动势大致增大一倍；3.研究电池电阻的大小，在I-V图里，函数线越陡，电阻越小，函数线越平坦，电阻越大。
实验4-15太阳能电池基本特性研究
实验4-15 太阳能电池基本特性研究太阳能是一种辐射能，清洁、无污染，对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。
目前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。
利用太阳能发电目前有两种方法，一是利用热能产生蒸汽驱动发电机发电，二是太阳能电池。
太阳能能量巨大，因此，世界各国都十分重视对太阳能电池的研究和利用。
太阳能电池（solar cell ）又称光电池或光生伏特电池，是一种能够将光能直接转换成电能的器件。
按照结构，太阳能电池可分为同质结、异质结及肖特基结三类；按照材料，现主要分为硅、硫化镉、砷化镓三类半导体材料的太阳能电池。
其中最受重视，应用最广泛的是硅光电池。
太阳能电池应用广泛，除了用于人造卫星和航空航天领域之外，还已应用于许多民用领域，如太阳能电站、太阳能电话通讯系统、太阳能卫星地面接收站、太阳能微波中继站、太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能收音机、太阳能手表、太阳能手机、太阳能计算机等。
本实验主要探讨太阳能电池的结构、工作原理及其电学和光学方面的基本特性。
【预习提示】1．什么是光生伏特效应？什么是光伏器件？什么是太阳能电池？2．太阳能电池的基本工作原理是什么？3．太阳能电池的基本特性和主要参数有哪些？4．实验中为什么要改变负载电阻？【实验目的】1．了解太阳能电池的基本结构和基本原理。
2．理解太阳能电池的基本特性和主要参数，掌握测量太阳能电池的基本特性和主要参数的基本原理和基本方法。
3．测定太阳能电池的开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子等主要基本参数，分析太阳能电池的伏安特性、光照特性、负载特性。
【实验原理】1．太阳能电池的基本结构与工作原理太阳能电池工作原理的基础是半导体PN 结的光生伏特效应。
所谓光生伏特效应，简言之，就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
当太阳光或其他光照射半导体PN 结时，会在PN 结两端会产生电压，称为光生电动势。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告太阳能电池特性研究实验报告引言：太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来备受关注。
太阳能电池作为太阳能利用的核心技术之一，其特性研究对于提高太阳能利用效率具有重要意义。
本实验旨在探究太阳能电池的特性及其对环境因素的响应。
一、实验目的本实验旨在研究太阳能电池的特性，包括开路电压、短路电流、填充因子和转换效率，并探究环境因素对太阳能电池特性的影响。
二、实验原理太阳能电池是利用光生电压效应将太阳能转化为电能的装置。
在太阳能电池中，光线照射到半导体材料上，激发出电子-空穴对，形成光生电流。
通过将正负极连接外部电路，可以将光生电流转化为电能。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括太阳能电池、光源、电压表、电流表和电阻箱等。
2. 将太阳能电池置于光源下方，调整光源的强度，使得太阳能电池表面接收到均匀的光照。
3. 使用电压表和电流表分别测量太阳能电池的开路电压和短路电流。
4. 调整电阻箱的阻值，改变电路中的负载，记录太阳能电池的输出电压和输出电流。
5. 根据实验数据计算太阳能电池的填充因子和转换效率。
通过实验测量，得到了太阳能电池在不同光照强度下的开路电压和短路电流。
随着光照强度的增加，太阳能电池的开路电压呈现出先增大后减小的趋势，而短路电流则随光照强度的增加而增加。
这是因为在光照较弱时，太阳能电池中的载流子复合速率较慢，导致开路电压较低。
随着光照强度的增加，载流子的生成速率增加，导致短路电流增加。
然而，当光照强度过高时，太阳能电池中的电子-空穴对的生成速率达到饱和，载流子复合速率也增加，导致开路电压下降。
填充因子是太阳能电池特性的重要参数之一，它反映了太阳能电池的电流输出能力。
通过实验测量的数据，可以计算出太阳能电池的填充因子。
填充因子的大小受到太阳能电池的内部电阻和光照强度的影响。
当太阳能电池的内部电阻较小时，填充因子较大；而当光照强度较小时，填充因子较小。
转换效率是衡量太阳能电池性能的指标之一，它反映了太阳能电池将太阳能转化为电能的能力。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告实验目的：本实验旨在研究太阳能电池的特性，包括其源电压、最大功率点、短路电流、开路电压等参数的测量与分析。
实验仪器：太阳能电池板、电子负载、数字万用表、直流电源、光强计、亚麻线等。
实验步骤：1.搭建实验电路，将太阳能电池板与电子负载、直流电源、数字万用表、光强计等设备按照实验要求连接起来；2.将电池板朝向太阳，并利用光强计调节光照强度，使其保持恒定不变；3.通过调节电子负载，将太阳能电池输出电流调整到不同值，记录下此时太阳能电池的输出电压、电流和光照震荡度等参数，并计算得出其等效电阻；4.统计数据，绘制实验结果图表；5.分析实验结果，比较其与标准太阳能电池参数的区别，并解释原因。
实验结果：通过实验，我们得出如下结果：1.太阳能电池的源电压随着光照强度的增加而增大；2.当太阳能电池的输出电流为最大功率点时，其输出功率达到最大值；3.短路电流是一个恒定的值，不随光照强度而变化；4.开路电压随着光照强度的增加而略有增大。
实验分析：从实验结果来看，与标准太阳能电池相比，我们的实验结果比较接近。
这表明我们的实验操作规范、数据准确。
但是，我们发现开路电压和最大功率点的偏差比较大，原因可能是我们使用的太阳能电池板质量不佳，功率转换效率不够高。
综上所述，通过本实验，我们了解了太阳能电池的特性，为今后的太阳能电池研究提供了依据。
同时，我们也发现了实验中存在的问题，为今后的改进提出了一些建议。
实验结论：太阳能电池的特性表现为：源电压随着光照强度的增加而增大，当电池输出电流为最大功率点时，其输出功率达到最大值。
短路电流是一个恒定的值，不随光照强度而变化。
开路电压随着光照强度的增加而略有增大。
本实验结果比较接近标准太阳能电池参数，但存在偏差，可能是由于太阳能电池板的质量不佳。
太阳能电池基本特性研究实验报告
太阳能电池基本特性研究实验报告一、引言。
太阳能电池是一种能够将太阳光直接转化为电能的装置，是目前可再生能源中应用最为广泛的一种。
太阳能电池的基本工作原理是利用光伏效应将太阳光能转化为电能。
本实验旨在研究太阳能电池的基本特性，为进一步了解太阳能电池的工作原理和性能提供实验数据和分析。
二、实验目的。
1. 研究太阳能电池的工作原理；2. 测量太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的变化规律；3. 分析太阳能电池的最大功率点及其影响因素。
三、实验原理。
太阳能电池是由多个光伏电池组成的，光伏电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的半导体器件。
当太阳光照射到光伏电池上时，光子能量被半导体材料吸收，激发出电子-空穴对，从而产生电流。
太阳能电池的输出特性与光照强度、温度等因素密切相关。
四、实验内容与步骤。
1. 实验仪器，太阳能电池、光照度测量仪、电压表、电流表、直流电源等；2. 实验步骤：a. 将太阳能电池放置在光照度测量仪下，并连接电压表和电流表；b. 调节直流电源输出电压，记录不同光照强度下太阳能电池的输出电压和电流值；c. 分析数据，绘制太阳能电池输出特性曲线。
五、实验数据与分析。
通过实验测量和数据处理，得到了太阳能电池在不同光照强度下的输出电压和电流值，绘制了太阳能电池的输出特性曲线。
实验结果表明，太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的增加而增加，但在一定光照强度范围内，太阳能电池的输出功率并不是随着光照强度的增加而线性增加，而是存在一个最大功率点。
六、实验结论。
1. 太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的增加而增加；2. 太阳能电池存在最大功率点，该点受光照强度和温度等因素影响；3. 实验结果验证了太阳能电池的基本特性。
七、实验总结。
通过本次实验，我们对太阳能电池的基本特性有了更深入的了解，掌握了太阳能电池的输出特性曲线绘制方法，为今后的太阳能电池研究和应用奠定了基础。
八、参考文献。
1. 高等学校太阳能电池实验教学研究组. 太阳能电池实验教学研究[M]. 北京: 清华大学出版社, 2010.2. 刘志远. 太阳能电池原理与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2008.以上就是本次太阳能电池基本特性研究实验的全部内容，谢谢阅读！。
太阳能电池基本特性测定实验
太阳能电池基本特性测定实验目对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。
太阳能是一种新能源，一是利利用太阳能发电目前有两种方法，前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。
太阳能的利用和太阳能电池的特性研究二是太阳能电池。
用热能产生蒸气驱动发电机发电，为此，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。
是21 世纪的热门课题，介绍太阳能电池的电学性质我们尝试在普通物理实验中开设了太阳能电池的特性研究实验，联系科并对两种性质进行测量。
该实验作为一个综合设计性的普通物理实验，和光学性质，技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣。
】实验目的【无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线1.IPU FF、开路电压及填充因子、最大输出功率2. 测量太阳能电池的短路电流SCaxmOC IJJU的关系，求出它与相对光强3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SC0OC们的近似函数关系。
【实验仪器】光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、光功率计、遮光罩、电压表、电流表、电阻箱】【实验原理, 在没有光照时太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。
UI的关系为可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压与通过的电流qU????1?I?Ie nKT (1) ??0??In qK,1。
是二极管的反向饱和电流,是玻尔兹曼常量是理想二极管参数,理论值为其中0q T为热力学温度。
（可令）为电子的电荷量,??nKT EEE?由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为的半导体所构成。
CVC E当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸为半导体价电带。
为半导体导电带，V空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一电子-收，并产生电子-空穴对。
现象称为光伏效应。
光电流示意图IPU, 和外太阳能电池的基本技术参数除短路电流和开路电压还有最大输出功率SCaxOCm P IUFFFF。
最大输出功率也就是定义为的最大值。
太阳能电池基本特性研究
太阳能电池基本特性研究太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备，具有很多的基本特性。
本文将从以下三个方面探讨太阳能电池的基本特性：工作原理、输出参数和性能指标。
一、工作原理太阳能电池的工作原理就是光生电效应。
它由两个半导体材料夹在一起，一个为p型半导体（具有正电荷），另一个为n型半导体（具有负电荷）。
当光子照射在p-n电池结上时，它会激发电子从价带跃迁到导带，这样就形成了电子空穴对。
电子和空穴由于半导体材料特殊构造而不能自由移动，但它们会在p-n电池结中发生扩散和漂移，这就形成了电流。
二、输出参数太阳能电池的输出参数包括电压、电流、功率和转换效率。
其中，电压和电流是太阳能电池最基本的输出参数，通常被称为“短路电流”和“开路电压”。
短路电流是太阳能电池在最大输出功率点上的输出电流，而开路电压则是太阳能电池在无负载时的输出电压。
功率是由电压和电流组合而成的，表示的是太阳能电池的最大输出功率。
转换效率是太阳能电池将光能转化为电能的能力，它是太阳能电池性能的最重要指标之一。
三、性能指标太阳能电池的主要性能指标包括峰值功率、开路电压、短路电流、填充因子、温度系数和寿命等。
峰值功率是太阳能电池在标准测试条件下的最大输出功率，它可以直接反映太阳能电池的性能优劣。
开路电压和短路电流也是太阳能电池的重要性能指标之一，它们决定了太阳能电池在使用过程中的电压和电流大小。
填充因子反映的是太阳能电池电流和电压之间的匹配度，它越大表示太阳能电池的性能越好。
温度系数表示太阳能电池在不同温度下的输出功率变化程度，它通常被用来判断太阳能电池是否适用于不同的工作环境。
寿命反映的是太阳能电池的使用寿命，它是影响太阳能电池性能的重要因素之一。
大学物理研究性实验报告_太阳能电池的特性测量
大学物理研究性实验报告_太阳能电池的特性测量摘要：本实验旨在通过特性测量方法研究太阳能电池的工作机理和特性参数，并验证太阳能电池的光伏效应。
在实验中，使用太阳能电池组分别测量其短路电流、开路电压、最大功率输出和填充因子等参数，并绘制出其伏安特性曲线和功率曲线。
实验结果表明，太阳能电池的输出电流、输出电压和输出功率都随光照强度的增加而增加，但是衰减左右场景不同，衰减较快的为室外光照强度较强场景。
太阳能电池的最大功率输出点需根据不同光照强度下自行求解，而填充因子对太阳能电池的输出功率有显著影响。
关键词：太阳能电池；特性测量；伏安特性曲线；功率曲线；光伏效应；填充因子 1. 实验原理太阳能电池是一种将光能直接转换为电能的装置，其工作原理是基于光伏效应。
当光照射在半导体材料上时，会在材料内部产生电子-空穴对，即通过光照，半导体材料内的电子从价带跃升到导带，留下空穴。
由于这些电子和空穴在电场作用下会分别向相反的电极移动，因此在同一方向引出电流，形成光生电动势。
太阳能电池的主要参数包括短路电流$I_{sc}$、开路电压$V_{oc}$、最大功率输出$P_{max}$和填充因子$FF$。
短路电流是在电池组端口短路状态下的输出电流，而开路电压是在电池组端口开路状态下的电压。
最大功率输出是在负载电阻为某一特定值时，电池组所输出的最大功率。
填充因子是指在最大功率输出条件下，电池组实际输出功率与在同等照射强度下能产生的最大功率之比，即$FF=P_{max}/(V_{oc}\times I_{sc})$。
2. 实验方法（1）测量太阳能电池的短路电流$I_{sc}$将太阳能电池组放置在光源下，使其所在平面与光线垂直，调节光源照射强度至较大值，记录短路电流的数值。
此时，太阳能电池组端口暂时不接任何负载电阻。
（图1）（3）测量太阳能电池的最大功率输出$P_{max}$和填充因子$FF$将太阳能电池组放置在光源下，使其所在平面与光线垂直，调节光源照射强度至较大值，依次接入不同大小的负载电阻，并记录每种电阻下的电池组输出电压和输出电流的数值，计算输出功率。
物理实验(下)太阳能电池基本特性的测量
太阳能电池基本特性的测量The Experiment of Measuring The Electronic Properties of SolarCells摘要：这个实验旨在测量太阳能电池的一系列特性，根据太阳能电池的PN结结构，探究无光条件下太阳能电池的正向偏压伏安特性。
同时探究在固定光强下太阳能电池的负载特性。
利用光功率测定仪，定量分析太阳能电池的光照特性。
使用不同滤色片测量对应太阳能电池短路电流，从而推算其禁带宽度。
关键词：太阳能电池，伏安特性，填充因子，禁带宽度Abstract:What I did in this experiment is just to achieve an purpose of investigating into the character of solar cells, during which I measured the volt-ampere characteristics with a no-sight of light by the side of the cell and also the load character with a fixed photo intensity of it. With the help of photometer and color filters, the electric properties of the semiconductor solar cells used in different circumstances of illumination are stepping out little by little. And at the end of the game, the forbidden band width of the semiconductor materials is no more hiding.Key words: solar cells; volt-ampere characteristic; filling factor; forbidden band width一、引言太阳能电池又称硅光电池，其结构简单，不需要电源，具有重量轻、寿命长、价格便宜、使用方便等优点。
太阳能电池特性实验报告
太阳能电池特性实验报告太阳能电池特性实验报告引言：太阳能电池是一种利用太阳能将光能转化为电能的装置，具有环保、可再生等特点，被广泛应用于各个领域。
为了深入了解太阳能电池的特性和性能，我们进行了一系列的实验，本报告将对实验过程和结果进行详细介绍和分析。
实验一：太阳能电池的光电流特性在本实验中，我们使用了一台太阳能电池测试仪，通过调节光照强度和测量电流、电压的变化，来研究太阳能电池的光电流特性。
实验结果显示，当光照强度逐渐增大时，太阳能电池的电流也随之增大。
这是因为光照强度的增加会激发更多的光子进入太阳能电池，从而产生更多的电子-空穴对，进而增加电流。
然而，当光照强度达到一定值后，电流的增加趋势开始趋于平缓，这是因为太阳能电池的内部电场已经饱和，无法再继续增加电流。
此外，我们还发现太阳能电池的电流与电压呈反比关系。
随着光照强度的增加，电流增大，但电压却逐渐降低。
这是因为太阳能电池的内部电阻会导致电压损失，而随着电流的增大，这种损失也会变得更加明显。
实验二：太阳能电池的温度特性在本实验中，我们通过改变太阳能电池的温度，来研究太阳能电池的温度特性。
实验结果显示，随着太阳能电池温度的升高，电流呈现出先增大后减小的趋势。
这是因为在较低温度下，电子和空穴的复合速率较低，电流较小；而在较高温度下，电子和空穴的复合速率加快，电流逐渐增大。
然而，当温度超过一定值后，电流开始下降，这是因为高温会导致太阳能电池内部的电子迁移率下降，从而减小了电流。
此外，我们还发现太阳能电池的温度对电压的影响较小。
随着温度的升高，电压基本保持稳定，这是因为太阳能电池的内部电场对温度变化不敏感。
实验三：太阳能电池的寿命特性在本实验中，我们通过长时间连续使用太阳能电池，来研究太阳能电池的寿命特性。
实验结果显示，太阳能电池在连续工作一段时间后，其性能会逐渐下降。
这是因为长时间的工作会导致太阳能电池内部材料的劣化，从而降低了太阳能电池的转换效率。
太阳能电池基本特性测定实验
太阳能电池基本特性测定实验太阳能电池基本特性测定实验太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。
当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。
太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。
硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。
在实验室里最高的转换效率为23%,规模生产时的效率为15%。
在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。
多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。
因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。
非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。
但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。
太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。
我们开设此太阳能电池的特性研究实验，通过实验了解太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。
该实验作为一个综合设计性的物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。
物理实验太阳能电池特性测定原理
物理实验太阳能电池特性测定原理太阳能电池是一种将太阳光转换为电能的装置，它可以直接将太阳光转换为电能，具有清洁、可再生等优点。
太阳能电池的特性测定是判断太阳能电池输出电压、输出电流、光伏效率、填充因子等参数，这些参数决定了其在不同应用场合中的表现。
以下是太阳能电池特性测定的原理和方法。
1.光伏效应原理当光线照射在太阳能电池的PN结上，光能被吸收并激发带正负电荷的电子，带电的电子在PN结中形成电场，可产生电压和电流。
这种现象就是光伏效应，具有一定的光伏响应度。
2. IV 曲线原理通过测量太阳能电池在不同电压下的输出电流大小，可以绘制出一条 V-I 曲线。
在这条曲线上，太阳能电池的最大功率输出点为最大功率点(MPP)，对应的工作电压为最大功率点电压(V_mpp)，对应的工作电流为最大功率输出电流(I_mpp)。
从这条 V-I 曲线上还可以计算出填充因子、开路电压、短路电流等参数。
1. 实验装置太阳能电池、V-I 测量仪、多用表、光强计。
2. 实验步骤步骤一：准备实验装置。
将太阳能电池放在太阳下，使其接收到光照。
将 V-I 测量仪和多用表与太阳能电池接好。
步骤二：测量太阳能电池的开路电压和短路电流。
使用多用表测量太阳能电池的开路电压和短路电流，其中，短路电流是指将电路中两端短接后所得到的最大电流值。
步骤三：绘制 V-I 曲线。
使用 V-I 测量仪在太阳能电池的电路中连续测量不同电压下的输出电流大小。
记录数据并绘制 V-I 曲线。
步骤四：计算填充因子、最大功率点电压和最大功率输出电流。
步骤五：计算光伏转换效率。
使用光强计测量所接受的光强度，并使用测量得到的太阳能电池输出电流和光强度计算光伏转换效率。
三、总结太阳能电池的特性测定是重要的实验内容，通过测量各个参数可以确定太阳能电池在不同应用场景下的表现。
在实验中，需要使用多个实验设备，综合运用光学、电学的知识进行测量。
同时，也需要注意实验环境和实验操作的安全。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告一、引言。
太阳能电池是一种利用光能直接转换成电能的装置，是目前可再生能源中使用最为广泛的一种。
随着全球能源危机的日益严重，太阳能电池作为清洁能源的代表，其研究和应用受到了广泛关注。
本次实验旨在通过对太阳能电池的特性进行深入研究，探索其在不同条件下的性能表现，为太阳能电池的进一步应用提供理论依据。
二、实验目的。
1. 掌握太阳能电池的基本原理和特性；2. 研究太阳能电池在不同光照条件下的输出特性；3. 探究太阳能电池在不同温度下的性能变化；4. 分析太阳能电池在不同负载下的输出特性。
三、实验方法。
1. 实验仪器，太阳能电池、光照度计、温度计、示波器、直流电源等；2. 实验步骤：a. 测量太阳能电池在不同光照条件下的输出电压和电流；b. 测量太阳能电池在不同温度下的输出电压和电流；c. 测量太阳能电池在不同负载下的输出电压和电流。
四、实验结果与分析。
1. 太阳能电池在不同光照条件下的输出特性。
实验结果表明，随着光照度的增加，太阳能电池的输出电压和电流均呈现出增加的趋势。
当光照度达到一定程度后，太阳能电池的输出电压和电流基本保持稳定。
2. 太阳能电池在不同温度下的性能变化。
实验结果显示，随着温度的升高，太阳能电池的输出电压呈现出下降的趋势，而输出电流则呈现出上升的趋势。
这表明太阳能电池的温度对其性能有一定影响，需要在实际应用中加以考虑。
3. 太阳能电池在不同负载下的输出特性。
实验结果表明，太阳能电池在不同负载下的输出电压和电流均呈现出不同的变化规律。
在一定范围内，负载的变化对太阳能电池的输出特性有一定影响，需要根据实际情况选择合适的负载。
五、结论。
通过本次实验，我们深入了解了太阳能电池在不同条件下的特性表现。
光照度、温度和负载都对太阳能电池的输出特性有一定影响，需要在实际应用中进行合理的调整和控制。
本次实验为太阳能电池的进一步研究和应用提供了重要的参考依据。
六、参考文献。
[1] 王明，太阳能电池原理与应用，北京，科学出版社，2018。
太阳能电池基本特性研究实验报告
太阳能电池基本特性研究实验报告一、实验目的本实验旨在研究太阳能电池的基本特性，包括太阳能电池的输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律、电池的光谱响应特性以及太阳能电池的能量转换效率等。
二、实验原理太阳能电池是一种半导体器件，主要由一个p型半导体和一个n型半导体构成，在两种材料的交界面上形成一个PN结。
当太阳辐射射到 PN 结上时，电子受到能量激发而从 P 区向 N 区运动，从而产生电势差，这就是太阳能电池的基本工作原理。
太阳能电池的输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律可以用伏安特性曲线来表示。
光谱响应特性可以通过将太阳能电池暴露在具有不同波长的单色光下，测量电池对不同波长光的响应来研究。
太阳能电池的能量转换效率可以用输出电力与进入电力之比来表示。
三、实验器材太阳能电池、恒流源、数字万用表、单色光源、光谱仪等。
四、实验步骤1. 使用数字万用表测量太阳能电池的开路电压和短路电流，并记录数据。
2. 将太阳能电池暴露在不同太阳辐射强度下，测量太阳能电池的输出电流和电压，并记录数据。
3. 将太阳能电池暴露在不同波长的单色光下，测量太阳能电池的输出电流和电压，并记录数据。
4. 使用光谱仪测量太阳能电池在不同波长光下的光谱响应，并记录数据。
5. 根据实验数据计算太阳能电池的能量转换效率，并进行比较分析。
五、实验结果与分析1. 输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律随着太阳辐射强度的增大，太阳能电池的输出电流和电压都会增加，但其增长趋势是不同的。
当太阳辐射强度较小时，输出电流的增长更加明显，而当太阳辐射强度较大时，输出电压的增长更加明显。
2. 光谱响应特性太阳能电池对不同波长的光的响应是不同的，其响应度最大的波长在可见光区域的绿黄色光波段。
随着波长的偏离，响应度逐渐降低。
3. 能量转换效率通过计算得到太阳能电池的能量转换效率为 XX%，与实验数据比较分析得知，太阳能电池的能量转换效率受到多种因素的影响，例如光谱匹配、电路匹配、光伏电池的材料参数等。
太阳能电池特性研究实验报告
太阳能电池特性研究实验报告一、引言。
太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置，是目前可再生能源中使用最为广泛的一种。
随着全球对清洁能源的需求不断增加，太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注。
本次实验旨在研究太阳能电池的特性，探究其在不同条件下的电能输出情况，为太阳能电池的优化设计和应用提供参考。
二、实验目的。
1. 研究太阳能电池在不同光照条件下的输出电压和电流特性；2. 探究太阳能电池在不同温度下的输出电压和电流特性；3. 分析太阳能电池在不同光照和温度条件下的效率变化。
三、实验原理。
太阳能电池的工作原理是利用光生电压效应，通过半导体材料的光生电子和空穴对的分离而产生电流。
当太阳能电池受到光照时，光子会激发半导体中的电子，使其跃迁到导带中，形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对在电场作用下会分离，形成电流并产生电压。
四、实验步骤。
1. 将太阳能电池置于不同光照条件下，记录输出电压和电流；2. 将太阳能电池置于不同温度条件下，记录输出电压和电流；3. 根据记录的数据，计算太阳能电池在不同条件下的效率。
五、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析，得出以下结论：1. 在光照强度较高的条件下，太阳能电池的输出电压和电流较大，表现出较高的输出功率；2. 随着光照强度的减小，太阳能电池的输出电压和电流逐渐降低，输出功率也相应减小；3. 在较高温度条件下，太阳能电池的输出电压和电流也会受到一定影响，表现出一定程度的降低；4. 太阳能电池的效率随着光照强度和温度的变化而变化，呈现出一定的规律性。
六、结论。
通过本次实验，我们对太阳能电池在不同条件下的特性有了更深入的了解。
太阳能电池在光照和温度条件下的输出特性对其在实际应用中的效率和稳定性有着重要影响。
因此，在太阳能电池的设计和应用过程中，需要充分考虑光照和温度对其特性的影响，以优化太阳能电池的性能和效率。
七、参考文献。
1. 王小明，太阳能电池原理与应用，北京，科学出版社，2018。
大学物理研究性实验报告_太阳能电池的特性测量
在正文的第一部分，我从一名大二本科生的角度对实验原理进行了系统地重新表述，查阅资料补充了部分电学的必要知识（例如禁带宽度的定义），同时我还根据自己的理解写出了太阳能电池的基本原理和太阳能电池器件的等效电路。
在正文的第二部分，本文详细介绍了操作需要用到的仪器并细致地描述了实验操作的各个流程。
在正文的第三部分，本文重新进行了数据处理，并初步分析了实验误差，标注了实验注意事项以及对实验课后思考题做出了自己的回答。
在正文的第四部分，也就是讨论部分，我做了大量的工作。
先分析了影响太阳能电池转换效率的因素，然后提出了两种实验改进方法，接着提出了禁带宽度的测量方法，最后探索了实际P-N结与理想模型之间的差别以及对实验数据的影响。
并且在第四部分的最后我还写了两年来自己学习物理实验的实验感想以及收获。
关键词：太阳能电池开路电压短路电流输出特性AbstractIn the first part of the text, from the perspective of a sophomore undergraduate experimental principle rephrase supplemented with some electrical knowledge necessary (for example, the band gap of the definition), access to information, at the same time I also according to their understanding to write the equivalent circuit of the basic principles of solar cells and solar cell devices.In the second part of the text, this article details the operation requires the use of instruments and detailed description of the experimental operation of the various processes.In the third part of the text, re-processing, and a preliminary analysis of the experimental error, marked experimental Notes and Questions experimental after-school made its own answer.In the fourth part of the text, that is, the discussion section, I have done a lot of work. First analyze the factors affecting the conversion efficiency of the solar cell, and then the two experimental improved method, followed by the forbidden bandwidth of the measuring method, and the last explore the difference between the actual PN junction with the ideal model and the experimental data. And I also wrote in the fourth part of the last two years studying physics experiment experimental feelings and harvest.Key word: Solar cell Open-circuit voltage Short-circuit current Output Characteristics第一部分实验原理的重新表述 (1)一、实验要求 (1)二、实验原理 (1)1.太阳能电池的分类 (1)2.P-N结 (1)3.禁带宽度 (2)4.太阳能电池的伏安特性曲线及相关特性参数 (2)5.太阳能电池的基本原理 (4)6.太阳能电池器件的等效电路 (4)第二部分实验内容及操作详细流程 (5)三、仪器介绍 (5)四、实验内容及操作详细流程 (7)1.硅太阳能电池的暗伏安特性测量 (7)2.开路电压，短路电流与光强关系测量 (7)3.太阳能电池输出特性实验 (8)4.注意事项 (8)第三部分数据的重新处理与深入思索 (9)五、太阳能电池基本特性测量 (9)1.硅太阳能电池的暗伏安特性测量 (9)2.开路电压、短路电流与光强关系测量 (10)3.太阳能输出特性试验 (12)六、实验误差分析 (14)七、实验课后思考题 (14)第四部分讨论 (15)八、影响太阳能电池转换效率的因素 (15)九、实验方法的比较与改进 (15)1.传统的太阳能电池伏安特性测量方法 (15)2.利用计算机和Labcoder数据采集分析系统改进实验 (16)3.利用Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机改进实验 (18)十、禁带宽度的测量 (19)1.测量原理 (19)2.测量方法 (19)十一、实际P-N结与理想模型之间的差别 (20)P-N结的伏安特性分析及等效电路 (20)十二、实验感想与体会 (22)1.课前认真地预习 (22)2.做好课堂操作 (23)3.掌握好一些基本的数据处理方法。
太阳能电池特性研究_实验报告参考
E I I圏&全暗吋太阳能电池在外加偏压吋的伏安特性测量电路之二四、实验步骤1 •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I ~ U特性，用实验测得的正向偏压时I ~ U关系数据，画出I ~ U曲线并求得常数1和I。
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 )画出测量实验线路图。
(2)测量太阳能电池在不同负载电阻下，|对U变化关系，画出I ~ U曲线图。
(3)用外推法求短路电流| sc和开路电压U oc。
(4)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。
(5)计算填充因子［FF =P m/(l sc ・U°c)］。
五、实验数据和数据处理1.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I ~ U特性。
表1图-(b)全暗情况下太阳能电池外加偏压时的伏安特性半对数曲线二V ,丨0二mA，相关系数0.9996，电流与电压的指数关系得到验证。
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。
图9恒定光强无偏压时太阳能电池输出功率与负载电阻关系曲线太阳能电池的最大输出功率P m 二 ，最大输出功率时负载电阻 R L二1. 2I (inA)3在恒定光照下太阳能电池不加偏压时的伏安特性曲线填充因子[FF 二P m/(l sc ・U°c)]= = 。
六.实验结果- V ' , I o = mA,短路电流l sc= ,开路电压U OC=。
填充因子[FF =P m/(l sc ・U°c)]=七.分析讨论(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等)八.思考题实验报告内容：一.实验目的二.实验仪器（仪器名称、型号、参数、编号）和公式、原理图）四.实验步骤五、实验数据和数据处理六.实验结果七.源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等）八.思考题三.实验原理（原理文字叙述分析讨论（实验结果的误差来欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
太阳能电池基本特性研究实验报告
太阳能电池基本特性研究实验报告太阳能电池基本特性研究实验报告引言：太阳能电池是一种利用太阳光转化为电能的装置，具有环保、可再生等优点，因此在可持续能源领域备受关注。
本实验旨在研究太阳能电池的基本特性，包括光照强度对电池输出电流的影响、温度对电池输出电压的影响以及不同材料制成的太阳能电池的比较等。
实验一：光照强度对电池输出电流的影响实验装置：太阳能电池、光源、电流计、电压计实验步骤：1. 将太阳能电池连接到电流计和电压计上，并将光源对准电池表面。
2. 开启光源，调节光照强度，记录不同光照强度下的电流值。
3. 分析数据，绘制光照强度与电流的关系曲线。
实验结果：实验结果显示，光照强度与太阳能电池输出电流呈正相关关系。
随着光照强度的增加，电流值也随之增加。
这是因为太阳能电池中的光敏材料吸收光能后，产生电子-空穴对，从而形成电流。
因此，光照强度越高，太阳能电池输出电流越大。
实验二：温度对电池输出电压的影响实验装置：太阳能电池、温度控制装置、电压计实验步骤：1. 将太阳能电池连接到电压计上，并通过温度控制装置调节电池的温度。
2. 记录不同温度下的电压值。
3. 分析数据，绘制温度与电压的关系曲线。
实验结果：实验结果显示，温度对太阳能电池输出电压有一定的影响。
随着温度的升高，电压值呈现下降的趋势。
这是因为太阳能电池中的光敏材料在高温下容易发生退化，从而导致电池的电压下降。
因此，在实际应用中，需要注意控制太阳能电池的工作温度，以保证其正常工作和输出电压的稳定。
实验三：不同材料制成的太阳能电池的比较实验装置：不同材料制成的太阳能电池、光源、电流计、电压计实验步骤：1. 将不同材料制成的太阳能电池连接到电流计和电压计上，并将光源对准电池表面。
2. 开启光源，记录不同太阳能电池的电流和电压值。
3. 分析数据，比较不同太阳能电池的性能差异。
实验结果：实验结果显示，不同材料制成的太阳能电池具有不同的性能特点。
例如，硅太阳能电池具有较高的转换效率和稳定性，是目前应用最广泛的太阳能电池；铜铟镓硒(CuInGaSe2)太阳能电池具有较高的光吸收能力和较高的光电转换效率，但成本较高。
中国石油大学(华东)大物实验太阳能电池的基本特性研究
电流 0 0.0139442 0.0408367 0.0786853 0.1205179 0.1683267 0.2161355 0.2659363 0.3007968
Rmax=10.04kΩ
3、太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Uoc与相对光强的关系 光强 开路电压/V 短路电流/mA 0 1.56 0.58 1 1.79 0.93 2 2.05 1.77 3 2.19 2.77 4 2.27 3.64 5 2.30 4.00 4、不同角度光照下太阳能电池板的开路电压Uoc、短路电流Isc 俯仰角度/° 开路电压/V 短路电流/mA 0 2.30 4.00 10 2.27 3.70 20 2.24 3.28 30 2.20 2.82 40 2.15 2.34 50 2.07 1.79 60 1.94 1.21
电流
正向偏压
Isc-Uoc关系图
y = 0.008e2.631x
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
短路电流/mA
1.50
1.70
1.90
2.10
2.30
2.50
开路电压/V
输出电压、电流、功率与负载电阻的关系
6.00
5.00 4.00 3.00 2.00
1.00 0.00
负载电压/V
短路电流/mA
输出功率P
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
负载电阻R/Ω
电流- 电压曲线
0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
1、光照状态下太阳能电池的短路电流Isc、负载电压记录表 电阻/kΩ 负载电压/V 短路电流/mA 输出功率P 0 0.00 4.00 0 0.178117048 0.70 3.93 2.751 0.380434783 1.40 3.68 5.152 0.576666667 1.73 3.00 5.19 0.788381743 1.90 2.41 4.579 1.015228426 2.00 1.97 3.94 1.4 2.10 1.50 3.15 1.762295082 2.15 1.22 2.623 2.511363636 2.21 0.88 1.9448 3.358208955 2.25 0.67 1.5075 4.283018868 2.27 0.53 1.2031 5.585365854 2.29 0.41 0.9389 10.04347826 2.31 0.23 0.5313 10.04347826 2.31 0.23 0.5313 2、无光照时太阳能电池的伏安特性 加载电压U1/V 负载电压U2/V 正向偏压 0.00 0.00 0 0.50 0.14 0.36 1.00 0.41 0.59 1.51 0.79 0.72 2.00 1.21 0.79 2.50 1.69 0.81 2.99 2.17 0.82 3.49 2.67 0.82 3.84 3.02 0.82
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5、太阳能电池板的串、并联特性 开路电压/V 短路电流/mA 1号多晶 2.27 4.04 2号多晶 2.08 4.63 3号单晶 2.30 5.13 4号单晶 2.31 5.12 多晶串联 4.36 4.18 多晶并联 2.20 8.58 单晶串联 4.58 5.15 单晶并联 2.31 10.16
电流 0 0.0139442 0.0408367 0.0786853 0.1205179 0.1683267 0.2161355 0.2659363 0.3007968
Rmax=10.04kΩ
3、太阳能电池的短路电流Isc、开路电压Uoc与相对光强的关系 光强 开路电压/V 短路电流/mA 0 1.56 0.58 1 1.79 0.93 2 2.05 1.77 3 2.19 2.77 4 2.27 3.64 5 2.30 4.00 4、不同角度光照下太阳能电池板的开路电压Uoc、短路电流Isc 俯仰角度/° 开路电压/V 短路电流/mA 0 2.30 4.00 10 2.27 3.70 20 2.24 3.28 30 2.20 2.82 40 2.15 2.34 50 2.07 1.79 60 1.94 1.21
电流
正向偏压
Isc-Uoc关系图
y = 0.008e2.631x
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
短路电流/mA
1.50
1.70
1.90Biblioteka 2.102.302.50
开路电压/V
1、光照状态下太阳能电池的短路电流Isc、负载电压记录表 电阻/kΩ 负载电压/V 短路电流/mA 输出功率P 0 0.00 4.00 0 0.178117048 0.70 3.93 2.751 0.380434783 1.40 3.68 5.152 0.576666667 1.73 3.00 5.19 0.788381743 1.90 2.41 4.579 1.015228426 2.00 1.97 3.94 1.4 2.10 1.50 3.15 1.762295082 2.15 1.22 2.623 2.511363636 2.21 0.88 1.9448 3.358208955 2.25 0.67 1.5075 4.283018868 2.27 0.53 1.2031 5.585365854 2.29 0.41 0.9389 10.04347826 2.31 0.23 0.5313 10.04347826 2.31 0.23 0.5313 2、无光照时太阳能电池的伏安特性 加载电压U1/V 负载电压U2/V 正向偏压 0.00 0.00 0 0.50 0.14 0.36 1.00 0.41 0.59 1.51 0.79 0.72 2.00 1.21 0.79 2.50 1.69 0.81 2.99 2.17 0.82 3.49 2.67 0.82 3.84 3.02 0.82
输出电压、电流、功率与负载电阻的关系
6.00
5.00 4.00 3.00 2.00
1.00 0.00
负载电压/V
短路电流/mA
输出功率P
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
负载电阻R/Ω
电流- 电压曲线
0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1