单晶硅太阳电池性能测试实验.

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实验20 太阳能电池特性的测量

实验20 太阳能电池特性的测量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。

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。

太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21世纪的热门课题。

太阳能电池也称光伏电池，是将太阳辐射能直接转换为电能的器件。

由这种器件与相配套的装置组成的太阳能电池发电系统具有不消耗常规能源、无转动部件、寿命长、维护简单、使用方便、功率大小可任意组合、无噪声、无污染等优点。

世界上第一块实验用半导体太阳能电池是美国贝尔实验室于1954年研制的。

经过50多年的努力，太阳能电池的研究、开发与产业化已取得巨大进步。

目前太阳能电池的应用领域除人造卫星和宇宙飞船外，已应用于许多民用领域，如太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能收音机、太阳能计算机、太阳能乡村电站等。

太阳能是一种清洁的“绿色”能源，因此世界各国十分重视对太阳能电池的研究和利用。

【实验目的】1．探讨太阳能电池的基本特性；2．研究无光照时太阳能电池在外加偏压时的伏安特性；3．测量太阳能电池有光照时的输出特性，并求出它的短路电流、开路电压、最大输出功率及填充因子；4．测量太阳能电池的短路电流、开路电压与相对光强的关系，求出它们的近似函数关系。

【预备问题】1．如何对光具座的同轴等高调节？2．太阳能电池在使用时正负极能否短路？普通电池在使用时正负极能否短路？3．太阳能电池的基本工作原理是什么？4．填充因子的物理意义是什么？如何通过实验方法测量填充因子？【实验仪器】太阳能电池特性实验仪（包括光具座、滑块、光源、太阳能电池、遮光板、光功率计、直流稳压电源、遮光罩、单刀双掷开关等）、万用表、电阻箱。

【实验原理】1．太阳能电池的结构以晶体硅太阳能电池为例，它以P型硅半导体材料作为基质材料，通过在表面的N型杂质扩散而形成PN结，N型半导体为受光面，为了减少光的反射损失，一般在整个表面覆盖一层减反射膜，在N型层上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图20-1 太阳能电池结构图触电极，这样就形成了晶体硅太阳能电池，如图20-1所示。

硅基太阳能电池的制备与性能测试

硅基太阳能电池的制备与性能测试随着全球能源需求的不断增长，新能源技术的研究和开发也日益受到关注。

太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，在各国的能源战略中扮演着越来越重要的角色。

而硅基太阳能电池是目前商业化应用最广泛的太阳能电池类型之一，其高效率、稳定性和长寿命等优点使得其在太阳能领域具有重要的地位。

本文将介绍硅基太阳能电池的制备过程和常用的性能测试方法。

第一部分：硅基太阳能电池的制备过程硅基太阳能电池的制备主要分为以下步骤：1. 硅片制备硅基太阳能电池的制备使用的是单晶硅片，这一步的目的是制备出高质量、高纯度、表面光滑无瑕疵的硅片。

制备过程中需要注意控制硅片的厚度和杂质含量，以保证后续加工的质量。

2. 损伤形成损伤形成的目的是在硅片表面形成一层浅层杂质。

这一步可以使用阳极氧化或者离子注入等方法，在表面引入针对某种特定能量吸收的杂质，从而提高硅片表面的光吸收能力。

3. 沉积反应沉积反应是在损伤层上沉积一层p型或n型硅。

这一步可以使用化学气相沉积或物理气相沉积等技术。

4. 金属电极沉积金属电极沉积是在p型和n型硅片表面分别沉积一层金属电极，用于收集光电流，将其导出到外部电路中。

5. 镀膜反应最后一步是在硅片表面涂上透明电极涂层，以提高光的透过率和反射率。

完成以上步骤后，硅基太阳能电池即制备完成。

不同的制备技术和工艺参数会对硅基太阳能电池的性能产生影响，因此制备过程需要严格控制各个参数。

第二部分：硅基太阳能电池的性能测试硅基太阳能电池的性能测试是评估太阳能电池性能的重要手段，主要通过以下测试来衡量太阳能电池的质量和性能：1. IV曲线测试IV曲线测试是对太阳能电池的电气性能进行测试的最常见的方法之一。

测试时需要在固定光强下测量太阳能电池的电流密度和电压，以便绘制出IV曲线。

该曲线能够反映出太阳能电池的输出功率、填充因子、转换效率等参数。

2. 光谱响应测试光谱响应测试是通过测量太阳能电池在不同波长下的电流响应，来确定太阳能电池在不同波长下的能量转换效率。

单晶太阳能电池实验室工作内容

单晶太阳能电池实验室工作内容单晶太阳能电池，这个名字听起来好像很高大上，是吧？其实它就是一种通过太阳能来发电的“神器”，而且工作起来非常安静，不会发出半点噪音。

想想看，太阳照在它身上，就能为我们提供清洁能源，既环保又实用，简直是现代科技的魔法啊。

好了，不啰嗦，咱们今天就聊聊在实验室里做单晶太阳能电池的那些事儿。

说到单晶太阳能电池的实验室工作，大家是不是脑袋里已经冒出了无数的高大上仪器，或者一堆堆令人头疼的化学公式？放心，我可不会让你陷入那些复杂的细节。

实验室的工作更像是做一顿精致的大餐，不仅需要耐心，还得有点“心机”，但最重要的，还是得有团队合作，大家分工协作，才能保证一切顺利。

先说说准备工作吧，毕竟没有充分的准备，任何一项任务都容易陷入“半途而废”的境地。

你得先准备好单晶硅片，这玩意儿就像是太阳能电池的“主角”，没有它，电池也就成了摆设。

然后，还有一些材料需要一一摆上实验台，像是金属电极、化学溶液等等，这些东西也许在你看起来都是一堆“化学玩具”，但它们缺一不可。

这时候你可能会想，这些材料怎么搞？是不是得动用高精尖的设备？其实也不是那么复杂。

实验室里有台叫做“熔炉”的机器，它能在高温下将这些材料融合到一起。

高温过后，单晶硅片就开始慢慢“变形”，变成你需要的形状。

电极材料就得均匀地涂上去，这个过程可得小心，稍不注意，电极的分布就可能不均，影响最终的性能。

不过，别担心，实验室里的每个人都会紧紧盯着，确保每一步都做到位。

到了这一步，电池的基本结构已经初步完成了，接下来就是最重要的测试环节了。

测试环节，不得不提的就是那台专门用来测量太阳能电池效率的设备。

它就像是一个“小侦探”，通过对电池的性能进行精准的“侦测”，帮助我们找出其中的“问题”。

你可得想象一下，当电池表现出良好的效率时，大家的脸上就能挂上笑容，仿佛是在开了一场胜利的宴会。

相反，如果测试结果不太理想，大家就得集思广益，找出哪里出了岔子，重头再来。

单晶硅太阳电池性能测试实验.

实验一、单晶硅太阳电池特性测试一、实验目的1.了解单晶硅太阳电池的工作原理和结构。

2.了解单晶硅太阳电池的外特性。

3.了解单晶硅太阳电池外特性的影响因素。

二、实验仪器1.单晶硅太阳电池板一块2.单晶硅太阳电池阵列一块3.光源(氙灯一套4.调压器一台5.数字万用表两块6.定值变阻若干7.光辐射计一块三、实验任务1. 模拟太阳光条件下,单晶硅太阳电池单电池的输出外特性曲线。

测量记录日期、时间和地点,绘制电池的外形结构图并记录电池几何参数 (用于计算电池面积 ,并记录太阳光当时辐射强度,按照图 1所示实验原理图接线。

(1 在室内太阳光模拟器下,分别测试光强为 1 sun (1000 W/m2 、 0.5 sun (500 W/m2下的电池短路电流(I sc 和空载电压(U oc ,以及输出外特性曲线。

(2 具体测量方法:分别在上述一定光强下,逐步改变电阻箱(负载的阻值 R L ,分别测量电池两端的 I 和 U 。

根据测量结果绘制上述不同条件下的电池外特性曲线。

图 1 单晶硅电池阵列外特性测试2. 自然太阳光条件下,单晶硅太阳电池单电池的输出外特性曲线。

(1选择户外有太阳光的地方,记录天气状况,测试时间,并测试太阳光辐射强度;(2改变单晶硅电池板与地平线的夹角,分别测量在 0o 、 30o 和 45o 夹角下,电池的短路电流(I sc 和空载电压(U oc 。

(3分别在上述夹角下,逐步改变电阻箱的阻值(即负载电阻 R L ,测量不同电阻值下的电池两端的 I 和 U ,以绘制上述不同条件下的电池外特性曲线。

3. 单晶硅太阳电池电池阵列板的的输出外特性测量记录日期、时间和地点;记录太阳电池阵列的结构与几何尺寸,应于估算电池面积;记录天气状况、太阳光当时辐射强度,按照图 1所示实验原理图接线。

(1在太阳光照下,水平放置电池阵列板,先测试出在当前光照下的短路电流(I sc 和空载电压(U oc ,在逐步改变负载,测量电池阵列的输出外特性。

实验一单晶硅太阳光伏电池特性测试doc

实验二、非晶硅、多晶硅太阳电池特性测试一、实验目的1．了解非晶硅、多晶硅太阳电池的结构。

2．了解非晶硅、多晶硅太阳电池的外特性。

3．了解非晶硅、多晶硅太阳电池外特性的影响因素。

二、主要实验仪器与材料1．非晶硅、多晶硅太阳电池板（单电池与电池阵列） 4块2．光源（氙灯） 1套3．数字万用表 2块4．电阻箱阻 1个三、实验任务1．多晶硅太阳电池单电池的输出外特性测量记录日期、时间和地点，并记录太阳光当时辐射强度，按照图1所示实验原理图接线。

(1) 白天有太阳光的情况下，改变多晶硅电池板与太阳光线的夹角，分别测量在0o 、45o 和90o 夹角下，电池的短路电流（I sc ）和空载电压（U oc ）。

(2) 改变电阻箱的阻值R L ，分别测量电阻两端的I 和U 。

测量不同条件下的电池外特性曲线。

(3) 阴天时，同样进行(1)的测量。

此时，以氙灯为光源，调整光轴线与太阳电池板的夹角，分别夹角为0o 、45o 和90o 下的电池的输出外特性。

2．多晶硅太阳电池阵列板的输出外特性测量记录日期、时间和地点，并记录太阳光当时辐射强度，按照图1所示实验原理图接线。

(1) 白天有太阳光的情况下，改变电池阵列板与太阳光线的夹角，分别测量在0o 、45o 和90o 夹角下，电池阵列板的I sc 和U oc 。

(2) 改变电阻箱的阻值R L ，分别测量电阻两端的I 和U 。

测量不同条件下的电池阵列板的外特性曲线。

图1电池外特性测试简图(3)阴天时，同样进行(1)的测量。

此时，以氙灯为光源，调整光轴线与太阳电池板的夹角，分别夹角为0o、45o和90o下的电池阵列板的输出外特性。

3．非晶硅太阳电池单电池的输出外特性测量记录日期、时间和地点，并记录太阳光当时辐射强度，按照图1所示实验原理图接线。

(1)白天有太阳光的情况下，改变电池阵列板与太阳光线的夹角，分别测量在0o、45o和90o夹角下，电池阵列板的I sc和U oc。

太阳能电池I-V特性测试实验

摘要随着各国对环境保护的力度加大,再生清洁能源的市场需求巨大,发展太阳能利用技术前景广阔。

太阳能利用领域众多,目前主要通过太阳能电池片把太阳能转换为电能加以利用。

太阳能电池的材料都是半导体材料，电池能量转换的基础是光生伏特（光电）效应。

本文正是基于此对太阳能电池的技术原理进行了深入的研究，并在已有的研究基础上对其电流电压间的关系进行了客观的分析。

首先，阐述了半导体材料的内光电效应，介绍太阳能电池的能量转换过程，包括太阳能电池工作原理、光电转换特性、参数表征。

然后介绍各类电池的技术原理、电池结构与发展前景。

涉及硅太阳能电池，非晶系硅太阳能电池，薄膜太阳能电池等。

最后运用一系列的实验仪器分别测量暗环境和光照条件下硅电池的电流和电压，并作出相应的图像，分析开路电压，短路电流，输出功率变化特点。

进而分析出使太阳能电池的输出功率较大的条件。

关键词：太阳能电池；光电效应；半导体；输出功率AbstractWith the protection of the environment to increase renewable clean energy, the huge market demand, the development of solar energy utilization technology prospect.The solar energy utilization field many, mainly through the film solar cells convert solar energy into electric energy and make use of.Solar cell material is a semiconductor material, battery energy conversion is the basis of photovoltaic (PV) effect.This article is based on the principle of solar cell technology is studied, and on the basis of the study on the relationship between current and voltage in the objective analysis.First, elaborated the semiconductor material within the photoelectric effect, the solar energy conversion process, including the working principle of solar cells, the photoelectric conversion characteristic, parameter characterization.And then introduces the various types of battery technology, battery structure and development prospect.Relates to silicon solar cell, amorphous silicon solar cell, thin film solar cell.Finally, using a series of experimental apparatus were measured in dark environment and under light silicon battery current and voltage, and make the corresponding image analysis, open-circuit voltage, short-circuit current, power output change characteristic.Further analysis to the power output of the solar cell larger conditions.Keywords: Solar cells；Semiconductor；Photoelectric effect；Output power目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外太阳能发电产业发展现状及趋势 (1)1.3 太阳电池的应用的主要领域 (3)1.4本文主要内容 (4)第2章太阳电池工作原理和特性 (5)2.1 半导体的内光电效应 (5)2.2 太阳电池的能量转换过程 (5)2.3 太阳电池的基本参数 (7)2.3.1 短路电流 (7)2.3.2 开路电压 (9)2.4 太阳电池的输出特性 (10)2.4.1 等效电路 (10)2.4.2 输出特性 (11)2.4.3 转换效率 (12)2.4.4 太阳电池的光谱响应 (12)2.4.5 太阳电池的温度效应 (13)2.4.6 太阳电池的辐照效应 (13)第3章太阳能电池的种类 (14)3.1 硅太阳能电池 (14)3.2 非晶系硅太阳能电池 (14)3.3多元化合物太阳电池 (16)3.3.1 铜铟镓二硒太阳能电池 (16)3.3.2 硫化镉太阳电池 (17)3.3.3 镉碲薄膜太阳能电池 (17)3.3.4 砷化镓太阳电池 (19)3.4 硅薄膜太阳能电池 (19)3.5 染料敏化太阳能电池 (19)第4章太阳能电池I-V特性测试实验 (22)4.1实验原理 (22)4.1.1 太阳能电池无光照情况下的电流电压关系－（暗特性） (22)4.1.2 太阳能电池光照情况下的电流电压关系－（光特性） (23)4.1.3 太阳能电池的效率 (24)4.2实验仪器 (25)4.2.1 光源与太阳能电池部分 (25)4.2.2 光路部分 (27)4.2.3 温度控制及外电路电源 (27)4.3 实验步骤 (29)4.3.1 太阳能电池暗特性测试 (29)4.3.2 太阳能电池光照特性测试 (29)4.4 试验结果 (30)4.4.1 无光照情况下的电流电压关系 (30)4.4.2 光照情况下的电流电压关系 (32)第5章总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录A 英文原文 (42)附录B 中文翻译 (49)第1章绪论1.1课题背景随着工业的快速发展和社会经济规模的扩大，人类对能源的需求量与日俱增。

单晶硅太阳能板的测试标准

单晶硅太阳能板的测试标准
单晶硅太阳能板的测试标准主要包括以下几个方面：
1. 输出功率：这是太阳能板最重要的性能指标，测试时需要确保在标准条件下（如大气质量，光照强度1000W/m²，温度25℃）进行测量。

此时太阳能电池组件所输出的最大功率称为峰值功率，通常用太阳能模拟仪测定。

2. 效率：效率是指太阳能板将光能转换为电能的效率，即每单位面积的太阳能板可以产生多少电能。

3. 抗紫外线辐射：太阳能板长期暴露在阳光下，紫外线辐射会对其造成损害，因此需要测试其抗紫外线辐射的能力。

4. 耐候性：耐候性是指太阳能板在不同环境条件下的性能稳定性，包括温度、湿度、风雨等。

5. 安全性能：太阳能板在运行过程中可能会产生高温，需要测试其安全性能，包括防火、防电击等。

6. 外观质量：太阳能板的外观质量也会影响其性能，需要对其表面质量、颜色、尺寸等进行测试。

以上是单晶硅太阳能板的测试标准，具体标准可能会因应用领域和地区而有所不同。

太阳能光伏电池实验

0
图1.单晶硅太阳能电池板（25℃）实际测量得到的暗特性I－V曲线
图2.不同温度时单晶硅太阳能电池片的输出伏安特性
亮特性
光电流IL在负载上产生电压降，这个电压降可以使pn 结正偏。如图3所示，正偏电压产生正偏电流IF。在反偏情况下，pn结电流为：
从亮特性伏安曲线可直接读出
图5.实测单晶硅太阳能电池板输出伏安特性曲线
太阳能电池的效率图6.最大源自率矩形太阳能电池的光谱响应
【1】近代物理实验，西北大学物理学系【2】安毓英，刘继芳光电子技术（第三版），电子工业出版设，北京：117-119，136-141 【3】茅倾青,潘立栋,陈骏逸等，太阳能电池基本特性测定实验,物理实验[J],2004,24(11):6-9 【4】周孑民，太阳能光伏电池特性实验研究，能源与环境[J],2011,4:72-73
1.光生伏特效应 2.无光情况下的电流电压关系（暗特性） 3.光照情况下的电流电压关系（亮特性） 4.太阳能电池的效率 5.太阳能电池的光谱响应 6.参考文献
光生福特效应
暗特性
无光照情况下的太阳能电池等价于一个理想pn结，其电流电压关系为肖克莱方程：
pn结的单向导通性（整流特性）：暗条件下太阳能电池IV曲线不对称

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。

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，地球上几乎所有能源如: 生物质能、风能、水能等都来自太阳能。

利用太阳能发电方式有两种：一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

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、通信、家电以及公用设施等部门，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。

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。

硅太阳电池是以硅半导体材料制成的大面积PN 结经串联、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，这样就形成了太阳电池板。

为了减小光的反射损失，一般在表面覆盖一层减反射膜。

（2）光伏效应当光照射到半导体PN 结上时，半导体PN 结吸收光能后，两端产生电动势，这种现象称为光生伏特效应。

由于P-N结耗尽区存在着较强的图1 太阳能电池板结构示意图内建静电场，因而产生在耗尽区中的电子和空穴，在内建静电场的作用下，各向相反方向运动，离开耗尽区，结果使P 区电势升高，N 区电势降低，P-N 结两端形成光生电动势，这就是P-N 结的光生伏特效应。

硅电池实验报告结论

硅电池实验报告结论引言硅电池是一种能够将太阳能转换为电能的新型太阳能电池。

它采用了硅材料作为光电转换器，具有高效率和便捷性的特点。

本实验旨在研究硅电池的工作原理和性能特点，并通过实验数据分析得出结论。

实验方法我们采用了一台光电转换效率测试仪来对硅电池进行实验测试。

首先，我们将硅电池置于太阳光源下，并调整仪器使其光强稳定在适宜的范围内。

然后，我们测量了不同条件下硅电池的电压和电流，并记录数据。

实验结果根据实验数据，我们得出以下结论：1. 光强对硅电池性能的影响随着光强的增加，硅电池的输出电流线性增加，但输出电压基本保持稳定。

这说明硅电池的光电转换效率与光强呈正相关关系。

2. 温度对硅电池性能的影响随着温度的增加，硅电池的输出电流逐渐减小，输出电压略微上升。

这是由于高温会增加硅电池内部电阻，降低电流输出。

因此，在实际应用中，应尽量保持硅电池在合适的温度范围内工作，以确保其最佳性能。

3. 硅电池的光电转换效率根据实验数据，我们计算出了硅电池的光电转换效率。

实验结果表明，硅电池的光电转换效率约为20%。

这意味着硅电池可以将入射太阳光的20%转化为电能，具有较高的能量利用率。

4. 硅电池的可靠性和稳定性实验中，我们对硅电池进行了长时间稳定性测试，并观察到其输出电流和电压基本保持稳定。

这表明硅电池具有良好的可靠性和稳定性，能够长期稳定工作。

结论通过本次实验，我们得出以下结论：1. 硅电池的光电转换效率与光强呈正相关关系。

2. 在合适的温度范围内工作，可以保证硅电池的最佳性能。

3. 硅电池的光电转换效率约为20%。

4. 硅电池具有良好的可靠性和稳定性。

综上所述，硅电池是一种光电转换效率高、稳定可靠的太阳能电池。

它的应用前景广阔，可以广泛应用于环境友好型能源领域，并对减少化石燃料的消耗和减少环境污染具有积极的意义。

单晶硅,多晶硅,非晶硅性能比较

7.实验结论与分析

非晶硅电池由于电极没有牢固接点，需用手按住导线，所以数据可靠性降低实验在阴天情况下进行，光强度较低，因此数据数值偏小，偏差可能加大
6.实验数据处理 6.1绘制外特性曲线

单晶硅电池外特性曲线
光强：175.90W/m2
6.实验数据处理 6.1绘制外特性曲线

多晶硅电池外特性曲线
光强：177.66W/m2
6.实验数据处理 6.1绘制外特性曲线

非晶硅电池外特性曲线
光强：189.09W/m2
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

多晶硅电池
6.实验数据处理 6.2绘制功率密度-电流密度曲线

非晶硅电池

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
6.实验数据处理 6.3填充因子（FF）计算
单晶硅FF：0.55 多晶硅FF：0.64 非晶硅FF：0.54
6.实验数据处理 6.4转化效率计算
单晶硅转化效率：8.69% 多晶硅转化效率：12.7% 非晶硅转化效率：4.48%

太阳能电池特性研究

0.3 0.052 0.008 0.004 2.2 5.9 1.854 0.053 3 175.4 93 1.089
0.6 0.119 0.021 0.007 2.3 8.1 2.9 0.071
0.9 0.238 0.045 0.011 2.4 11.7 4.5 0.101
从图和数据可以看出，在无光照射的情况下，三种太阳能电池呈现出了典型的 P-N 结特征。即在正向电压增加到一定数值时，电流迅速增大。而在有着负向电压时，电池类似于断路，即电阻非常大。还可以看出，单晶硅的 P-N 结特性十分明显，多晶硅其次，而非晶硅相比之
下 P-N 结特性就不是十分明显了，但是它仍然有明显的 P-N 结特性，将其图单独画出：
2．测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系开路电压即电池的电动势，是所有电池的一项重要指标，实验通过改变照射在太阳能电池上的光功率测量其开路电压，光功率的变化由到光源的不同距离控制。实验数据：
10 15 20 25 P/(W/m^2) 1048 510 268 166 单晶硅/V 2.8 2.65 2.54 2.44 多晶硅/V 2.93 2.8 2.69 2.61 非晶硅/V 3.11 2.99 2.9 2.83 用 origin 绘制出开路电压与光功率的关系图：
0.013 0.207 0.403 0.602 0.81 8.7 8.2 8 7.9 7.8 多晶 U/V 0.014 0.208 0.408 0.598 0.801 硅 I/A 14 13.7 13.5 13.2 13 非晶 U/V 0.001 0.2 0.4 0.6 0.8 硅 I/A 1.513 1.494 1.44 1.415 1.373 作出在 P=122W/m^2 时，三种电池的伏安特性曲线为：

单晶硅太阳能电池的功率计算和测试条件详解

单晶硅太阳能电池的功率计算和测试条件详解太阳能电池主要包括晶体硅电池和薄膜电池两种，它们各自的特点打算了它们在不同应用中拥有不行替代的地位。

这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99.999％。

为了降低生产成本，地面应用的太阳能电池等采纳太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。

有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。

将单晶硅棒切成片，一般片厚约175μm。

硅片经过成形、抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。

单晶硅太阳能电池的功率计算太阳能沟通发电系统是由太阳电池板、充电掌握器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。

为了使太阳能发电系统能为负载供应足够的电源，就要依据用电器的功率，合理选择各部件。

下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：1. 首先应计算出每天消耗的瓦时数（包括逆变器的损耗）：若逆变器的转换效率为90％，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W／90％＝111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W＊5小时＝555Wh。

2. 计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh／6h／70％＝130W。

其中70％是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。

单晶硅太阳能电池的测试条件1. 由于太阳能组件的输出功率取决于太阳辐照度和太阳能电池温度等因素，因此太阳能电池组件的测量在标准条件下（STC）进行，标准条件定义为：大气质量AM1.5，光照强度1000W／m2，温度25℃。

2. 在该条件下，太阳能电池组件所输出的最大功率称为峰值功率，在许多状况下，组件的峰值功率通常用太阳能模拟仪测定。

影响太阳能电池组件输出性能的主要因素有负载阻抗、日照强度、温度、阴影等几点。

单晶硅太阳能电池，是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池，是当前开发得最快的一种太阳能电池。

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 。

单晶硅太阳能电池的性能研究

目录第一章绪论................................................... 错误!未定义书签。

1.1 太阳能是人类最理想的能源............................... 错误!未定义书签。

1.2 太阳能发电是最理想的新能源技术......................... 错误!未定义书签。

1.3 太阳能发电的应用....................................... 错误!未定义书签。

1.4 太阳能发电的前景....................................... 错误!未定义书签。

第二章单晶硅太阳能电池的理论基础............................. 错误!未定义书签。

2.1 关于P-N结............................................. 错误!未定义书签。

2.2 光电流................................................. 错误!未定义书签。

2.3 光电压................................................. 错误!未定义书签。

2.4 太阳电池的等效电路..................................... 错误!未定义书签。

第三章单晶硅太阳能电池的性能分析............................. 错误!未定义书签。

3.1 硅太阳电池的结构....................................... 错误!未定义书签。

3.2 单晶硅太阳电池的主要性能参数........................... 错误!未定义书签。

3.2.1 输出特性与光强关系............................... 错误!未定义书签。

单晶硅太阳能电池检验标准

单晶硅太阳能电池检验标准单晶硅太阳能电池检验标准单晶硅太阳电池检验标准………………………………EV A检验标准……………………………………………钢化玻璃检验标准………………………………………TPT检验标准……………………………………………铝型材检验标准…………………………………………涂锡焊带检验标准………………………………………双组分有机硅导热灌封胶检验标准……………………有机硅橡胶密封剂检验标准……………………………组件质量检测标准………………………………………EV A检验标准晶体硅太阳电池囊封材料是EV A，它乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，化学式结构如下（CH2—CH2）—（CH—CH2）|O|O — O — CH2EV A是一种热融胶粘剂，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作，经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明，长期的实践证明：它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果。

固化后的EV A能承受大气变化且具有弹性，它将晶体硅片组“上盖下垫”，将硅晶片组包封，并和上层保护材料玻璃，下层保护材料TPT（聚氟乙烯复合膜），利用真空层压技术粘合为一体。

另一方面，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳电池组件的输出有增益作用。

EV A厚度在0.4mm～0.6mm之间，表面平整，厚度均匀，内含交联剂，能在150℃固化温度下交联，采用挤压成型工艺形成稳定胶层。

EV A主要有两种：①快速固化②常规固化，不同的EV A层压过程有所不同采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.4mm的EVA膜层作为太阳电池的密封剂，使它和玻璃、TPT之间密封粘接。

用于封装硅太阳能电池组件的EV A，主要根据透光性能和耐侯性能进行选择。

1. 原理EV A具有优良的柔韧性，耐冲击性，弹性，光学透明性，低温绕曲性，黏着性，耐环境应力开裂性，耐侯性，耐化学药品性，热密封性。

EV A的性能主要取决于分子量（用熔融指数MI表示）和醋酸乙烯脂（以V A表示）的含量。