硅太阳能电池特性的研究

硅太阳能电池特性的研究

【实验目的】对硅光电池（单晶硅、多晶硅）的暗伏安特性，光照特性和负载特性进行测量；用图示方法分析特性。

【实验仪器】带光源的导轨，滑动支架，单晶硅片，多晶硅片，光探头，导线，遮光罩，可变负载（电阻箱），太阳能电池特性实验仪（含输出电压源、电流表、电压/光强表）。

【实验内容】（可扫描书中对应实验“实验内容”部分的二维码观看操作视频，数据表格在书后“原始数据记录表”中）

1．暗（无光照射）伏安特性测量 连接伏安特性测量图（只需要用6根线，注意高低电势端，不要短路）；用遮光罩罩住太阳能电池，将电压源调到0V ，然后尽量逐渐增大输

出电压至2.5V ，按相应表格记录通过的电流值， 将电压输入调到0V ，然

后将“电压输出”接口的两根连线互换（即给太阳能电池加上反向的电压），

尽量逐渐增大反向电压至8V ，记录电流随电压变换的数据于表1中。

2．开路电压、短路电流与光强关系的测量 （1）分别连接相应测量示意图（可以并联不？）；打开光源开关，预热10秒；用光强探头（非太阳能电池板，朝光照方向）替换下太阳能电池板，探头输出线连接到太阳能电池特性测试仪的“光强输入”接口上；从光源由近及远移动光强探头支架，测量距光源一定距离的光强I ，将测量到的光强记入表中。

（2）用待测硅太阳能电池板替换下光强探头，探头输出线连接到太阳能电池特性测试仪的“电压输入”接口或“电流输入”上，进行开路电压V 或短路电流I 的测量；从光源由近及远移动太阳能电池板支架，测量距光源一定距离的开路电压V 或短路电流I ，记录测量数据；

伏安特性测量接线原理图

图4

3．输出特性（负载特性）测量（以电阻箱作为太阳能电池负载）

将待测太阳能电池板安装到支架上，连接电池输出特性测量图（注意高低电势端，不要短路），并移动太阳能支架至导轨40cm处（在一定光照强度下）；改变电阻箱的电阻值（具体见表格，非等精度测量），记录下太阳能电池的输出电压V和电流I，并计算输出功率P0 = V ×I（最好，在课堂内就计算出来，方便老师检查数据正误）。

4.更换待测硅光太阳能电池片，内容，步骤相同。比较两种不同太阳能电池片的性能的相同与不同之处。

【实验注意】

1.硅光电池受温度（特别是光照的温度）的影响较大，在有光照的情况下，不宜长时间等待读数据；

2.连接线路时，注意区分器件的高低电势端，更不要短路；

3.手持导线头进行导线的插拔，勿拽，扯线；

4.电学器件旋钮不要硬转，以免内伤。

【思考题】

1.讨论太阳能电池的暗伏安特性与一般二级管的伏安特性有何异同？

2.光电流与短路电流有什么关系？

3.在研究硅光电池的光照特性时，能否将电压表和电流表同时连接在线路中？为什么不可以？

4.如果添加滤色片，是否可以测量硅太阳能电池的相对光谱响应曲线。