非晶硅太阳能电池测试

合集下载

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。

太阳能光伏电池的性能测试与分析

太阳能光伏电池的性能测试与分析太阳能光伏电池是利用太阳能将光转化为电能的一种设备。

为了确保电池能够正常工作，必须进行性能测试和分析。

本文将探讨太阳能光伏电池的性能测试和分析方法，以及最近光伏电池技术的发展。

一、太阳能光伏电池的性能测试太阳能光伏电池的性能测试主要包括以下几个方面：电池有效面积、开路电压、短路电流、填充因子、光强度及电池效率等。

其中，电池有效面积是指电池实际接收光照的面积，可以通过手工或者机器进行测量。

开路电压是指在没有负载的情况下电池输出的电压。

短路电流是指在电池短路的情况下，电池输出的最大电流。

填充因子是功率输出最大时电池电压和电流之比。

光强度测试是指在不同强度的光照下，电池的输出电流和电压值。

电池效率是指光伏电池对光能的转化效率，通常使用标准测试条件下的电池效率进行比较分析。

二、太阳能光伏电池的性能分析在太阳能光伏电池的性能分析中，需要分别从开路电压、短路电流、填充因子和效率等角度进行分析。

首先，分析开路电压。

太阳能光伏电池的开路电压与光照强度有关，正比于光照强度的自然对数。

因此，当光照强度增加时，电池的开路电压也会相应增加。

其次，分析短路电流。

电池的短路电流是受到介质、电池尺寸、灯光强度、材料种类以及工艺等多种因素的影响。

较大的污染物和障碍会显著降低电池的短路电流，从而影响电池的工作效率。

再次，分析填充因子。

填充因子是太阳能光伏电池性能的重要指标，它直接反应了电池的转换效率和性能。

因此，通过降低电池的填充因子可以有效提高电池的效率。

最后，分析电池效率。

电池效率是评估太阳能光伏电池性能的重要参数。

目前比较常用的测量电池效率方法是使用标准测试条件下的效率指标进行比较。

该方法中，标准测试条件是指电池工作条件基本相同且固定不变的试验条件。

三、太阳能光伏电池技术的发展太阳能光伏电池的技术发展目前趋向于提高光电转换效率、提高光衰减以及降低制造成本等方面。

目前，太阳能光伏电池的主要技术包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、有机太阳能电池以及钙钛矿太阳能电池等。

太阳能电池特性测量

太阳能电池特性实验仪能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题。

本世纪初进行的世界能源储量调查显示，全球剩余煤炭只能维持约216年，石油只能维持45年，天然气只能维持61年，用于核发电的铀也只能维持71年。

另一方面，煤炭、石油等矿物能源的使用，产生大量的CO 2、SO 2等温室气体，造成全球变暖，冰川融化，海平面升高，暴风雨和酸雨等自然灾害频繁发生，给人类带来无穷的烦恼。

根据计算，现在全球每年排放的CO 2已经超过500亿吨。

我国能源消费以煤为主，CO 2的排放量占世界的15%，仅次于美国，所以减少排放CO 2、SO 2广义地说，太阳光的辐射能、水能、风能、生物质能、潮汐能都属于太阳能,它们随着太阳和地球的活动，周而复始地循环，几十亿年内不会枯竭，因此我们把它们称为可再生能源。

太阳的光辐射可以说是取之不尽、用之不竭的能源。

太阳与地球的平均距离为1亿5千万公里。

在地球大气圈外，太阳辐射的功率密度为1.353kW /m 等温室气体，已经成为刻不容缓的大事。

推广使用太阳辐射能、水能、风能、生物质能等可再生能源是今后的必然趋势。

2，称为太阳常数。

到达地球表面时，部分太阳光被大气层吸收，光辐射的强度降低。

在地球海平面上，正午垂直入射时，太阳辐射的功率密度约为1kW /m 2太阳能发电有两种方式。

光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成蒸气，再驱动汽轮机发电，太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高。

光—电直接转换方式是利用光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。

，通常被作为测试太阳电池性能的标准光辐射强度。

太阳光辐射的能量非常巨大，从太阳到地球的总辐射功率比目前全世界的平均消费电力还要大数十万倍。

每年到达地球的辐射能相当于49000亿吨标准煤的燃烧能。

太阳能不但数量巨大，用之不竭，而且是不会产生环境污染的绿色能源，所以大力推广太阳能的应用是世界性的趋势。

太阳能光伏电池材料性能测试及其分析

太阳能光伏电池材料性能测试及其分析随着能源需求的不断增长和环境保护意识的逐渐提高，太阳能光伏发电成为未来重要的能源发展方向。

然而，在太阳能光伏领域中，光伏电池是最为核心的材料，光伏电池的材料性能测试和分析是太阳能光伏发展的重要环节。

本文将介绍太阳能光伏电池材料性能测试及其分析。

一、太阳能光伏电池的类型太阳能光伏电池根据材料种类可以分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等几类。

每种类型的太阳能电池有其自身的特点和优缺点。

二、太阳能光伏电池材料性能测试太阳能光伏电池的性能受到电极、光吸收层、电荷选择层等材料的影响，其中光吸收层是光伏电池的核心材料。

太阳能光伏电池材料性能测试主要包括光电转换效率、电流-电压特性、光吸收率和光电子谱等测试。

1.光电转换效率光电转换效率是太阳能光伏电池的重要性能指标，表示单位时间内光能转换为电能的能力。

光电转换效率的测试需要在标准光照条件下测量光照强度和电流密度，根据公式计算得出。

目前国际标准光照条件是1000瓦每平方米的光照强度和25℃的温度。

2.电流-电压特性电流-电压特性是评价太阳能光伏电池性能的基本方法，是太阳能光伏电池性能的重要检测指标。

电流-电压特性曲线的形状可以反映出太阳能光伏电池的响应速度和E-K关系。

通过对太阳能光伏电池在不同电压下的电流和功率进行测试，可以得到太阳能光伏电池的电流-电压特性曲线。

3.光吸收率光吸收率是光伏电池光吸收层对光的吸收能力的量化参数。

太阳能光伏电池材料的吸收率越高，则光子被吸收的概率就越大，从而提高了太阳能光伏电池的光电转换效率。

光吸收率的测试可以通过分光光度计和场发射扫描电镜等测试仪器进行。

4.光电子谱光电子谱是研究材料电子能带结构的重要工具，通过测量材料的光电子能谱来研究材料的电子能带结构、能级分布、带隙大小等结构性质。

太阳能光伏电池的光电子谱信息可以帮助科学家更好地理解光伏材料的结构特点和性能。

非晶硅太阳能电池

1、电池结构
下图是两种非晶硅内部结构示意图：

2、制作步骤
清洗裁块 PECVD 刻铝镀铝刻a-Si膜测试

⑴ 清洗将标准透明导电玻璃板和玻璃背板放入专用清洗机进行清洗，清洗液用电阻率 10MΩ以上的去离子纯水

⑵ 裁块
根据实际需要，用专用激光刻线机对透明导电玻璃板进行激光刻线（用1064nm的红外激光）

⑸ 镀铝做电池的背电极，以增大太阳能电池对光的吸收
制作方法：掩膜蒸发镀铝

⑹ 刻铝根据预定的线宽以及与SnO2切割线的线间距，用波长为532nm绿激光将a-Si刻穿，目的是让背电极通过，并与前电极相连接，从而使最初切割而成的若干电池串联

⑺ 测试在经过上面六道主要工序过后，非晶硅电池板已形成，需要进行测试，以获得电池板各性能参数，通过对参数的分析，来判定工序的质量，以便提高电池质量
主要用于光伏发电站；

3、封装
由于不同的太阳能电池对于封装要求不同，根据适用范围，大致可以分为以下4个方面： ⅰ：电池/PVC膜（封装结构）适用于一般太阳能应用产品，如应急灯、要求不高的小型用电户电源；
ⅱ：电池/EVA/PET(TPT) 适用于一般户用发电； ⅲ：电池/EVA/普通玻璃可用于发电系统； ⅳ：钢化玻璃/EVA/电池/EVA/普通玻璃二、非晶硅太阳能电池

基本原理
一、太阳能电池的基本原理

什么叫太阳能电池？
太阳能电池是光能转换为电能的器件。太阳光照在半导体p-n结上，产生新的电子-空穴对，在p-n结电场的作用下，空穴由p区流向n区，电子由n区流向p区的过程
基本原理

为了将整板分为若干块，作为若干个单体电池的电极

太阳能电池性能测试实验

太阳能电池性能测试实验太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，它是利用光电效应原理工作的。

为了评估太阳能电池的性能，我们可以进行多种测试实验，包括光电转换效率测试、电流-电压特性曲线测试、稳态和暗态测试以及温度测试等。

本文将详细解读这些实验的定律和准备工作，并讨论太阳能电池性能测试的应用和其他专业性角度。

一、光电转换效率测试光电转换效率是评估太阳能电池性能的重要指标，它代表了太阳能电池将太阳能转化为电能的能力。

实验准备：1. 太阳能电池：选取一块面积适中的太阳能电池，确保它的电流暗态偏差小于1%。

2. 太阳光源：选择适合测试太阳能电池的太阳光源，确保其光照度足够高且光谱匹配太阳光谱。

3. 电子负载：用于测量太阳能电池的电流和电压输出。

实验过程：1. 设置太阳能电池：将太阳能电池安装在正确的位置上，并连接到电子负载。

2. 测量电流和电压：通过改变负载的阻抗，测量电流和电压的值，并记录数据。

3. 计算光电转换效率：根据测得的电流和电压值，可以计算出光电转换效率，常用公式为光电转换效率=（输出功率/输入功率）* 100%。

应用和其他专业性角度：光电转换效率测试的结果可以用于评估太阳能电池的性能，并与其他太阳能电池进行比较。

这对于研究新型太阳能电池材料和结构设计具有重要意义。

此外，太阳能电池的光电转换效率也影响着其在实际应用中的性能和效益，对于太阳能发电系统的设计和优化具有指导意义。

二、电流-电压特性曲线测试电流-电压特性曲线测试是了解太阳能电池在不同工作条件下的性能的重要手段。

实验准备：1. 太阳能电池样品：选择一些太阳能电池样品进行测试，确保它们的性能和参数有较大差异，以获得可靠的数据。

2. 电子负载：用于控制太阳能电池的负载。

3. 电压源：用于提供不同的电压给太阳能电池。

实验过程：1. 设置太阳能电池：将太阳能电池连接到电子负载和电压源。

太阳能电池测试参数

太阳能电池测试参数（最新版）目录一、太阳能电池的性能参数1.开路电压2.短路电流3.最大输出功率4.填充因子5.转换效率二、太阳能电池片的测试参数1.短路电流 (isc)2.开路电压 (uoc)3.峰值电流4.峰值电压5.峰值功率6.填充因子7.转换效率三、太阳能电池片的生产工艺流程正文一、太阳能电池的性能参数太阳能电池是利用光能转换为电能的装置，其性能参数主要包括开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子和转换效率等。

这些参数是评价太阳能电池性能的重要指标，对于太阳能电池的研发、生产和应用具有重要意义。

1.开路电压（UOC）：开路电压是指将太阳能电池置于 AM1.5 光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。

2.短路电流（ISC）：短路电流是指将太阳能电池置于 AM1.5 光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流值。

3.最大输出功率（Pm）：太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。

如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率。

4.填充因子（FF）：填充因子是衡量太阳能电池输出特性的重要指标，代表太阳能电池在带最佳负载时，能输出的最大功率的特性。

填充因子的值越大表示太阳能电池的输出功率越大。

5.转换效率（η）：太阳能电池的转换效率是指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率，等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。

二、太阳能电池片的测试参数太阳能电池片分为晶硅类和非晶硅类，其中晶硅类电池片又可以分为单晶电池片和多晶电池片。

单晶硅的效率较多晶硅也有区别。

太阳能电池片的测试参数主要包括短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。

1.短路电流（isc）：当将太阳能电池的正负极短路、使 u0 时，此时的电流就是电池片的短路电流，短路电流的单位是安培 (a)，短路电流随着光强的变化而变化。

非晶硅薄膜太阳能电池的优点

非晶硅薄膜太阳能电池的优点:2009-01-13 20:29非晶硅太阳能电池之所以受到人们的关注和重视,是因为它具有如下诸多的优点:1.非晶硅具有较高的光吸收系数.特别是在0.3-0.75um 的可见光波段,它的吸收系数比单晶硅要高出一个数量级.因而它比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右, 用很薄的非晶硅膜(约1um厚)就能吸收90%有用的太阳能.这是非晶硅材料最重要的特点,也是它能够成为低价格太阳能电池的最主要因素.2. 非晶硅的禁带宽度比单晶硅大,随制备条件的不同约在1.5-2.0 eV的范围内变化,这样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高.3.制备非晶硅的工艺和设备简单,淀积温度低,时间短,适于大批生产.制作单晶硅电池一般需要1000度以上的高温,而非晶硅电池的制作仅需200度左右.4.由于非晶硅没有晶体硅所需要的周期性原子排列,可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题.因而它几乎可以淀积在任何衬底上,包括廉价的玻璃衬底,并且易于实现大面积化.5.制备非晶硅太阳能电池能耗少,约100千瓦小时,能耗的回收年数比单晶硅电池短很多:中国电子报：薄膜技术日趋成熟非晶硅电池主导市场来源：中国电子报发稿时间： 2009-02-10 15:52薄膜电池技术具有提供最低的每瓦组件成本的优势，将有望成为第一个达到电网等价点的太阳能技术。

由于原材料短缺，在单晶硅和多晶硅太阳能电池的发展速度受到限制的情况下，新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速。

有资料显示，美国薄膜电池的产量已经超过了多晶硅和单晶硅电池的产量。

薄膜技术会越来越成熟，在未来的市场份额中将大比例提升。

据行业分析公司NanoMarkets预测，薄膜太阳能电池2015年的发电量将达到26GW，销售额将超过200亿美元，太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。

预计在未来薄膜电池市场中非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三种电池将分别占到薄膜光伏市场的60%、20%和20%。

非晶硅薄膜太阳能电池的优点

非晶硅薄膜太阳能电池的优点:
非晶硅太阳能电池之所以受到人们的关注和重视,是因为它具有如下诸多的优点:
1.非晶硅具有较高的光吸收系数.特别是在0.3-0.75um 的可见光波段,它的吸收系数比单晶硅要高出一个数量级.因而它比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右, 用很薄的非晶硅膜(约1um厚)就能吸收90%有用的太阳能.这是非晶硅材料最重要的特点,也是它能够成为低价格太阳能电池的最主要因素.
2. 非晶硅的禁带宽度比单晶硅大,随制备条件的不同约在1.5-2.0 eV的范围内变化,这样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高.
3.制备非晶硅的工艺和设备简单,淀积温度低,时间短,适于大批生产.制作单晶硅电池一般需要1000度以上的高温,而非晶硅电池的制作仅需200度左右.
4.由于非晶硅没有晶体硅所需要的周期性原子排列,可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题.因而它几乎可以淀积在任何衬底上,包括廉价的玻璃衬底,并且易于实现大面积化.
5.制备非晶硅太阳能电池能耗少,约100千瓦小时,能耗的回收年数比单晶硅电池短很多:。

单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池的特点

单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池的特点一、单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是一种高效能的太阳能电池，它可以将太阳能转化为电能。

单晶硅太阳能电池的核心是由一块纯净的单晶硅制成的，晶体结构是一个完整的结构，其中晶体的基础本质是一枝结构，由多个小的晶粒构成一个大的晶体，这种晶体的结构是一个完整的结构，它具有许多不同的特点，下面来详细介绍一下单晶硅太阳能电池的特点。

1、优点（1）单晶硅太阳能电池具有高转换效率。

由于其结构的完整性，使其能够在太阳能的照射下效率更高，这样可以提高太阳能电池的转换效率。

（2）单晶硅太阳能电池具有很高的耐久性。

单晶硅太阳能电池具有比较高的耐久性，且比较稳定，可以长期的使用，具有良好的使用效果。

2、缺点（1）单晶硅太阳能电池价格比较昂贵，且生产工艺复杂，一般价格比较昂贵。

（2）单晶硅太阳能电池偶尔会出现断路，由于它的晶体结构比较完整，在正常状态下，断路是很少发生的，但是由于其它原因仍然有可能出现断路状况。

二、多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池是一种比较常见的太阳能电池，其主要结构是由多个小的晶体组成，这些晶体结构都是由多个小的晶体组成的，这些晶体之间可以按照一定的方式组合在一起，从而形成一个大的晶体结构，因此，多晶硅太阳能电池的特点也就不难理解了，下面详细介绍一下多晶硅太阳能电池的特点。

1、优点（1）多晶硅太阳能电池的可靠性比较高，它的结构与单晶硅相比，更加的安全可靠。

（2）多晶硅太阳能电池可以很好的满足客户的需求，因为它可以根据客户的需求，进行不同尺寸的定制。

2、缺点（1）多晶硅太阳能电池的价格比较贵，多晶硅电池的价格因为它的质量较高而比较昂贵，一般比单晶硅电池价格要高一些。

（2）多晶硅太阳能电池的转换效率也比较低，一般比单晶硅太阳能电池的转换效率要低一些。

三、非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池是一种新型的太阳能电池，它具有一定的优势，并且在太阳能发电领域具有重要的应用价值。

下面详细介绍一下非晶硅太阳能电池的特点。

太阳能电池实验论文

太阳能电池特性实验仪实验报告丁淑伟（苏州大学物理科学与技术学院0908406027）摘要：太阳能是一种新能源，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。

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。

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。

本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。

关键词：太阳能电池单晶硅多晶硅非晶硅引言：能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题。

本世纪初进行的世界能源储量调查显示，全球剩余煤炭只能维持约216年，石油只能维持45年，天然气只能维持61年，用于核发电的铀也只能维持71年。

另一方面，煤炭、石油等矿物能源的使用，产生大量的CO2、SO2等温室气体，造成全球变暖，冰川融化，海平面升高，暴风雨和酸雨等自然灾害频繁发生，给人类带来无穷的烦恼。

根据计算，现在全球每年排放的CO2已经超过500亿吨。

我国能源消费以煤为主，CO2的排放量占世界的15%，仅次于美国，所以减少排放CO2、SO2等温室气体，已经成为刻不容缓的大事。

推广使用太阳辐射能、水能、风能、生物质能等可再生能源是今后的必然趋势。

广义地说，太阳光的辐射能、水能、风能、生物质能、潮汐能都属于太阳能,它们随着太阳和地球的活动，周而复始地循环，几十亿年内不会枯竭，因此我们把它们称为可再生能源。

太阳的光辐射可以说是取之不尽、用之不竭的能源。

太阳与地球的平均距离为1亿5千万公里。

在地球大气圈外，太阳辐射的功率密度为1.353kW /m2，称为太阳常数。

到达地球表面时，部分太阳光被大气层吸收，光辐射的强度降低。

在地球海平面上，正午垂直入射时，太阳辐射的功率密度约为1kW /m2，通常被作为测试太阳电池性能的标准光辐射强度。

太阳光辐射的能量非常巨大，从太阳到地球的总辐射功率比目前全世界的平均消费电力还要大数十万倍。

非晶硅晶体硅HIT太阳电池研究

非晶硅/晶体硅HIT太阳电池研究摘要：运用AMPS程序模拟计算了p-型非晶硅/n-型晶体硅HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)异质结太阳电池的光伏特性。

通过对不同带边补偿情况下的计算结果同文献报道相比较，得出导带补偿小部分(0.18eV)，价带补偿大部分(0.5eV)的基本结论。

同时还证实，界面态是决定电池性能的关键因素，显著影响电池的开路电压（V OC）和填充因子（FF）。

最后计算了这种电池理想情况下（无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1）的理论效率Eff=27% (AM1.5 100MW/cm2 0.40-1.10μm波段)。

关键词：a-Si:H/c-Si异质结，太阳电池，计算机模拟1 前言晶体硅太阳电池具有转换效率高，生产技术成熟的优点，一直以来占据太阳电池世界总产量的绝大部分[1]。

但传统晶体硅太阳电池生产中的高温（9000C以上）扩散制结工艺又限制了生产效率的提高和产品成本的进一步降低。

多年来各国科学家一直在努力研究探索低成本高产量的高效薄膜太阳电池制造技术[2]。

氢化非晶硅（a-Si:H）太阳电池生产工艺温度较低（4000C以下），便于大规模生产，因此受到各国科学家的普遍重视并得到迅速发展[3]。

但是，氢化非晶硅（a-Si:H）太阳电池的光致退化（Staebler-Wronski效应）问题始终没有得到很好的解决，同时其光电转换效率还有待进一步提高。

一条可行的途径是用宽带隙的a-Si作为窗口层或发射极，单晶硅、多晶硅片作衬底，形成所谓的异质结太阳电池[4,5]。

这种电池既利用了薄膜制造工艺优势同时又发挥了晶体硅和非晶硅的材料性能特点，具有实现高效低成本硅太阳电池的发展前景。

本文运用AMPS-1D[6]计算机模拟程序分析模拟了这种结构，并就相关物理问题作了初步探讨。

2 物理模型模拟分析的太阳电池材料和结构参数见表-1。

衬底为250微米厚的n-型晶体硅（掺杂浓度为1.4×1016cm-3），n+层（掺杂浓度为2.5×1020cm-3）厚度为100nm。

太阳能电池特性实验仪实验指导说明

太阳能电池特性实验实验指导及操作说明书中南大学物理实验中心太阳能电池特性实验本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。

实验内容1．太阳能电池的暗伏安特性测量2．测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系 3．测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系 4．太阳能电池的输出特性测量实验原理太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。

P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由电子。

N 型半导体中有相当数量的自由电子，几乎没有空穴。

当两种半导体结合在一起形成P-N 结时，N区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。

势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。

在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。

当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。

在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。

负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电流。

负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。

太阳能电池的输出功率为输出电压与输出电流的乘积。

同样的电池及光照条件，负载电阻大小不一样时，输出的功率是不一样的。

若以输出电压为横坐标，输出功率为纵坐标，绘出的P-V曲线如图2点划线所示。

输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大输出功率P max 。

太阳能标准测试条件AM1.5、1000Wm2、25℃解释

太阳能标准测试条件AM1.5、1000W/m2、25℃解释1、标准测试条件AM1.5、1000W/m2、解释？AM1.5、1000W/m2、是IEC61646--地面用薄膜型光伏组件设计和定型(GB/T18911-2002)的测试标准。

也是GB/T11011-1989--非晶硅太阳电池电性能测试的一般规定的测试标准。

AM的意思是air-mass（大气质量），定义是：Path-length through the atmosphere relative to vertical thickn ess of the atmosphere，就是光线通过大气的实际距离比上大气的垂直厚度。

AM1.5就是光线通过大气的实际距离为大气垂直厚度的1.5倍。

1000W/m2是标准测试太阳电池的光线的辐照度。

25ºC就是在25ºC的温度下工作。

太阳电池效率会随温度升高有一定下降，它在使用时温度会升高，再由温度系数就可以得出他工作时的电压电流和输出功率。

2、为什么会有光致衰减（S-W效应）?光致衰减也称S-W效应。

a-Si∶H薄膜经较长时间的强光照射或电流通过，在其内部将产生缺陷而使薄膜的性能下降，称为Staebler-Wronski效应（对S-W效应的起因，至今仍有不少争议，造成衰退的微观机制也尚无定论，成为迄今国内外非晶硅材料研究的热门课题。

总的看法认为，S-W效应起因于光照导致在带隙中产生了新的悬挂键缺陷态(深能级)，这种缺陷态会影响a-Si∶H 薄膜材料的费米能级Ef的位置，从而使电子的分布情况发生变化，进而一方面引起光学性能的变化，另一方面对电子的复合过程产生影响。

这些缺陷态成为电子和空穴的额外复合中心，使得电子的俘获截面增大、寿命下降。

在a-Si∶H薄膜材料中，能够稳定存在的是Si-H键和与晶体硅类似的Si-Si 键，这些键的键能较大，不容易被打断。

由于a-Si∶H材料结构上的无序，使得一些Si-Si键的键长和键角发生变化而使Si-Si键处于应变状态。

太阳能电池特性测试实验报告

太阳能电池特性测试实验报告太阳电池特性测试实验太阳能是人类一种最重要可再生能源，阳能。

利用太阳能发电方式有两种：地球上几乎所有能源如:生物质能、风能、水能等都来自太另一种是光—电直接转换方式。

一种是光—热—电转换方式，其中，光—电直接转换方式是利用半导体器件的光伏效应进行光电转换的，称为太阳能光伏技术，而光—电转换的基本装置就是太阳电池。

太阳电池根据所用材料的不同可分为：硅太阳电池、多元化合物薄膜太阳电池、聚合物多层修饰电极型太阳电池、纳米晶太阳电池、有机太阳电池。

其中，硅太阳电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。

硅太阳电池又分为单晶硅太阳电池、多晶硅薄膜太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池三种。

单晶硅太阳电池转换效率最高，技术也最为成熟，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但单晶硅成本价格高。

多晶硅薄膜太阳电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池。

非晶硅薄膜太阳电池成本低，重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力，但稳定性不高，直接影响了实际应用。

太阳电池的应用很广，已从军事、航天领域进入了工业、商业、农业、用设施等部门，尤其是在分散的边远地区、高山、沙漠、海岛和农村等得到广泛使用。

通、家电和公共目前，中国已成为全球主要的太阳电池生产国，主要分布在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。

一.实验的目的1．熟悉太阳电池的工作原理；2．太阳电池光电特性测量。

二、实验原理（1）太阳电池板结构以硅太阳电池为例：结构示意图如图1。

硅太阳电池由硅半导体材料制成，大面积pn结串联，并联构成，在N型材料层面上制作金属栅线为面接触电极，背面也制作金属膜作为接触电极，这样就形成太阳能电池板。

为了减少光的反射损失，一般在表面(2)光伏效应图1太阳能电池板结构示意图在pn结上，当光照射到半导体pn结上时，半导体吸收光。

收光能后，两端产生电动势，这种现象称为光生伏特效应。

单晶硅多晶硅非晶硅性能比较

单晶硅太阳能电池
2.三种电池外观

多晶硅太阳能电池
2.三种电池外观

非晶硅太阳能电池
3.实验器材
光强度测试仪
三种太阳能电池（串联）
万用表、电阻箱、镀银铜导线
4.实验电路
电流表
电阻箱
电压表
电池
5.实验过程与内容

由于当时天气是阴天，因此只测试平放时的数据将实验电路连接好后，打开光强度计，记下数据开始测试，选择合适间隔，测量十组电压电流值，并测量开路电压和短路电流结束一组实验后，再次记录当时的光强度
单晶、多晶、非晶、太阳能电池特性比较
实验组成员：林云蕾陈博刘润齐珍
1.实验目的
通过在阳光照射下对不同种类电池外特性进行测定，比较不同种类电池的不同特性了解测量手段与方法，包括对光强的测量，电池电压和电流的测量在实验中体会各方面因素对电池性能的影响

2.三种电池外观

三种电池尺寸规格分别为（图中仅示意画出）
单晶硅多晶硅非晶硅
圆形，单个 d=5.0cm,共20 个
矩形，单个 60mm×40mm 共36个
紧邻的长条整块为正方形 d=127mm
6.实验数据处理 6.2绘制电压-电流密度曲线

单晶硅电池电压-电流密度曲线
6.实验数据处理 6.2绘制电压-电流密度曲线

多晶硅电池电压-电流密度曲线
6.实验数据处理 6.2绘制电压-电流密度曲线

非晶硅电池电压-电流密度曲线
6.实验数据处理 6.2绘制功率密度-电流密度曲线

单晶硅电池
6.实验数据处理 6.2绘制功率密度-电流密度曲线

太阳能板测试(电子产品行业标准)

2
140
150
1.2V电池*1
梯形RB10A
2
120
130
1.2V电池*1
54.5*54.5
2
45
50
1.2V充电电池
150*2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
10
300
310
7.4V锂电池
编制：审核：批准：
50*80
5.5
25
30
3.6V电池组
80*120
5.5
38
50
1.2V电池*3
80*125
6
38
50
1.2V电池*3
100*160
6
120
150
3.6V电池组
114*114
8
60
80
6V充电电池
150*150
9
80
90
6V充电电池
150*200（旧款）
9
120
150
6V充电电池
150*200（新款）
太阳能板测试（电子产品行业标准）
1.非晶硅太阳能板检测
1.1测试采用的光源：采用500W草地灯，太阳能板表面光强度≥80000Lux。
1.2测试太阳能板放置在光强最大范围，并保证被测太阳能板四周都能达到上述光强。
1.3检测数据如下表:
太阳能板规格
开路电压（V）
充电电流（mA）
短路电流（mA）
负载（镍氢电池）
负载（镍氢电池）
&66
2
60
70
1.2V电池
&60（闪灯用）
2
50
60
1.2V电池
120*120
10
120