太阳能电池板实验讲义
太阳能电池特性实验讲义
太阳能光伏电池实验讲义一、实验目的1、了解pn结基本结构与工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn结的伏安特性及伏安特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，了解光源波长、温度等因素对太阳能电池特性的影响；5、通过分析pn结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。
二、实验原理1、光生伏特效应半导体材料是一类特殊的材料，从宏观电学性质上说它们导电能力在导体和绝缘体之间，导电能力随外界环境（如温度、光照等）发生剧烈的变化。
半导体材料具有负的带电阻温度系数。
从材料结构特点说，这类材料具有半满导带、价带和半满带隙，温度、光照等因素可以使价带电子跃迁到导带，改变材料的电学性质。
通常情况下，都需要对半导体材料进行必要的掺杂处理，调整它们的电学特性，以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。
基于半导体材料电子器件的核心结构通常是pn结，pn结简单说就是p型半导体和n型半导体的基础区域，太阳能电池本质上就是pn结。
常见的太阳能电池从结构上说是一种浅结深、大面积的pn结。
太阳能电池之所以能够完成光电转换过程，核心物理效应是光生伏特效应。
这种效应是半导体材料的一种通性。
如图1所示，当特定频率的光辐照到一块非均匀半导体上时，由于内建电场的作用，载流子重新分布导致半导体材料内部产生电动势。
如果构成回路就会产生电流。
这种电流叫做光生电流，这种内建电场引起的光电效应就是光生伏特效应。
非均匀半导体就是指材料内部杂质分布不均匀的半导体。
pn结是典型的一个例子。
n型半导体材料和p型半导体材料接触形成pn结。
pn结根据制备方法、杂质在体内分布特征等有不同的分类。
制备方法有合金法、扩散法、生长法、离子注入法等等。
杂质分布可能是线性分布的，也可能是存在突变的，pn结的杂质分布特征通常是与制备方法相联系的，不同的制备方法导致不同的杂质分布特征。
小学科学活动制作简易的太阳能电池板
小学科学活动制作简易的太阳能电池板太阳能电池板是一种利用太阳能转化为电能的装置，它可以通过光的能量产生电流。
在小学科学教育中，制作简易的太阳能电池板是一项有趣且实践的活动。
本文将介绍制作简易太阳能电池板的方法和原理，并提供相关实验步骤和材料清单。
I. 实验步骤本实验需要的材料包括：铜片、锡箔、透明塑料片、黑色电线、钳子、剪刀、铝箔、毛刷和太阳能电池。
1. 首先，准备一块透明的塑料片，大小适中，可以根据需要进行剪裁。
2. 在透明塑料片的一边使用毛刷均匀涂上一层黑色墨水或颜料，待其干燥。
3. 接下来，将铜片和锡箔剪成大小相同的两片。
4. 将黑色电线的一端连接到铜片上，另一端连接到锡箔上。
5. 将透明塑料片上的黑色表面靠近铜片，用铝箔将其固定在一起。
6. 将太阳能电池板放在阳光下，观察是否有电流输出。
II. 实验原理太阳能电池板的工作原理是光电效应。
当阳光照射到铜片上时，光子的能量会激发出自由电子，形成电流流动。
黑色表面的透明塑料片能够吸收更多的光能，增强电流输出。
III. 实验效果分析通过制作简易的太阳能电池板，我们可以观察到光能是如何转化为电能的过程。
在阳光充足的情况下，太阳能电池板可以产生一定的电流输出。
但是由于材料和制作方法的简易性，实验效果可能不如商业化的太阳能电池板。
IV. 实验注意事项1. 在进行实验时要注意安全，避免使用尖锐物品刺破皮肤。
2. 做好实验准备工作，确保所需要的材料齐全和完好无损。
3. 在制作太阳能电池板时要小心操作，避免将电线接触到水或其他导电物质。
4. 在观察电流输出时，可以使用电流表或多用表等仪器进行测量和记录。
V. 实验延伸1. 进一步探究：可以尝试使用不同颜色的墨水或颜料，在实验中观察不同颜色对电流输出的影响。
2. 应用拓展：可以将制作好的太阳能电池板连接到小型电子设备或充电宝等充电装置，观察其是否能够为设备充电。
3. 环境意识：可以与学生一起讨论太阳能的可再生特性以及其在环保方面的应用，增强学生的环境意识和可持续发展观念。
太阳能电池实验二
2．开路电压，短路电流与光强关系测量
打开光源开关，预热5分钟。
打开遮光罩。
将光功率探头装在太阳能电池板位置，探头输出线连接到太阳能电池特性测试仪的“光功率输入”接口上。
测试仪设置为“光功率测量”。
由近及远移动滑动支架，测量距光源一定距离的光强I=P/S,P为测量到的光功率，S=0.2cm2为探头采光面积。
将测量到的光强记入表2。
将光功率探头换成单晶硅太阳能电池，测试仪设置为“电压表”状态。
按图7A接线，按测量光强时的距离值（光强已知），记录开路电压值于表2中。
按图7B接线，记录短路电流值于表2中。
将单晶硅太阳能电池更换为多晶硅太阳能电池，重复测量步骤，并记录数据。
将多晶硅太阳能电池更换为非晶硅太阳能电池，重复测量步骤，并记录数据。
根据表2数据，画出三种太阳能电池的开路电压随光强变化的关系曲线。
根据表2数据，画出三种太阳能电池的短路电流随光强变化的关系曲线。
[太阳能实验讲义]
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值，或由最小二乘法将表 13.1 中数据处理计算出 I 0 , 的值。 2.在不加偏压时，用白色光照射，测量太阳能电池串联时 的特性。注意此时光源到太阳能电池距离保持为 20cm （1）如图 13.6，设计测量电路图，并连接。 （2）测量电池在不同负载电阻下， I 对 U 变化关系，画 出 I-U 曲线图。 （3）求短路电流 I 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的 负载电阻。 （5）计算填充因子 FF Pm / ( I SC U OC )
电子
光子
导电带
EC
别受到二极管内电场的影响而产生光电流。 假设太阳能电池的理论模型是由一光 生电流源（光照产生光电流的电流源）、一
子
能隙 价电带 空穴
图 13.1 二极管的能隙示意图
EV
个理想二极管、 一个并联电阻 RSh 与一个电 阻 RS 所组成，如图 13.2 所示。 图 13.2 中， I Ph 为太阳能电池在光照
0
J / J0
0
J / J0
I sc 与相对光强（ J J 0 ）关系曲线
U OC 与相对光强（ J J 0 ）关系曲线
5. 在不加偏压时，用不同颜色光对太阳能电池板进行照射，测量太阳能电池一些特性，比 较其对太阳能电池输出电流的影响。（注意此时光源到太阳能电池距离保持为 20cm ，在距 光源 10cm 处添加滤光片） 6. 按图 13.6 所示的电路，在不加偏压时，通过控温模块调节太阳能电池的温度，测绘出太 阳能电池在室温、 30 C 、 40 C 三种不同温度时的伏安特性曲线，并比较出三条曲线的不 同，验证太阳能电池的温度特性。（注意此时光源到太阳能电池距离保持为 20cm ）
太阳能电池基本特性的测量(讲义)
太阳能电池基本特性的测量太阳能的利用和太阳能电池特性研究是21世纪新型能源开发的重点课题。
目前硅太阳能电池应用领域除人造卫星和宇宙飞船外，已大量用于民用领域：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、“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。
本实验的目的主要是探讨太阳能电池的基本特性，太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子能量转换为电能。
【实验目的】1. 在没有光照时，太阳能电池主要结构为一个二极管，测量该二极管在正向偏压时的伏安特性曲线，并求得电压和电流关系的经验公式。
2. 测量太阳能电池在光照时的输出伏安特性，作出伏安特性曲线图，从图中求得它的短路电流(I sc)、开路电压(U OC)、最大输出功率P m及填充因子FF ,[FF P m /(I SC ? U OC )]。
填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。
3. 测量太阳能电池的光照特性：测量短路电流I sc和相对光强度J/J0之间关系，画出I sc与相对光强J/J o之间的关系图；测量开路电压U OC和相对光强度J/J o之间的关系，画出U OC与相对光强J/J o之间的关系图。
【实验原理】太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U与通过电流I的关系式为：I l°?(e u 1) (1)(1) 式中，I o和是常数。
由半导体理论，二极管主要是由能隙为E c E V的半导体构成，如图1所示。
E c为圉丄电子■和夸冗在电场的作用下产哇光申潼半导体导电带，E V 为半导体价电带。
当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收， 产生电子和空穴对。
电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。
假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源(光照产生光电流的电流源) 、一个理想二极管、一个并联电阻 只前与一个电阻R s 所组成，如图2所示。
太阳能电池板实验讲义
硅光电池特性及应用研究一、 实验目的1. 了解和研究硅光电池的主要参数和基本特性。
2. 测量太阳能电池板的负载特性及短路电流SC I 、开路电压OC U 并计算最大输出功率mp 和填充因子FF 。
二、 实验仪器硅光电池，太阳能电池板，光学导轨及支座附件，光源，电源，光功率计，聚光透镜，5图1三、 实验原理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，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。
本实验通过对太阳能电池的电学性质和光学性质进行测量，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。
硅光电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U 与通过电流I 的关系式为：)1(-=U o e I I β， (1)(1)式中，oI 和β是常数。
由半导体理论，二极管主要是由能隙为E C －E V 的半导体构成，如图2所示。
E C 为半导体导电带，E V 为半导体价电带。
当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对。
电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。
图2假设硅光电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源）、一个理想二极管、一个并联电阻sh R 与一个电阻s R 所组成，如图3所示。
图3图3中，ph I 为硅光电池在光照时该等效电源输出电流，d I 为光照时，通过硅光电池内部二极管的电流。
由基尔霍夫定律得：0)(=---+sh d ph s R I I I U IR ， （2）（2）式中，I 为硅光电池的输出电流，U 为输出电压。
由（2）式可得，d shph sh s I R U I R RI --=+)1(， （3） 假定∞=sh R 和0=s R ，硅光电池可简化为图4所示电路。
《太阳能电池板》课件
太阳能储能系统：利用太阳能电池板将光能转化为电能，通过储能系统将 电能储存起来，以备在需要时使用
太阳能光伏电站：利用太阳能电池板将光能转化为电能，通过光伏电站将 电能输送到电网中，为整个地区提供电力供应
太阳能热水器
优点：环保、节能、安全、 可靠
工作原理：利用太阳能光热 转换技术，将太阳能转化为 热能
应用领域：家庭、酒店、医 院等场所
发展趋势：智能化、多功能 化、个性化
太阳能灯具
太阳能灯具的应用领域
太阳能灯具的种类和特点
太阳能灯具的安装和使用方 法
太阳能灯具的优缺点及市场 前景
太阳能充电设备
太阳能充电板：利用太阳能光照射在太阳能电池板上，将光能转化为电能， 为各种电子设备提供充电功能
能量转换比：太阳能电池板单位面积产生的电能与太阳能辐射量的比值，是评价太阳能电池板性能的重 要指标。 以上内容仅供参考，具体参数和评价标准可能因不同品牌和型号的太阳能电池板而有所差异。 以上内容仅供参考，具体参数和评价标准可能因不同品牌和型号的太阳能电池板而有所差异。
耐候性、稳定性和可靠性等评价标准
合要求
安装位置选择： 选择阳光充足、 通风良好的位 置，确保电池 板能够充分吸
收阳光
安装过程：按 照厂家提供的 指南，逐步完 成安装，确保 电池板稳定、
安全
注意事项：注 意安全，避免 触电等意外情 况发生，同时 注意保护电池 板，避免损坏
常见故障分析与排除方法
* 原因分析：电池板表面有灰尘、污垢或遮挡物 * 排除方法：定期清洁电池板表面，确保没有遮挡物
转换效率：太阳能电池板的转换效 率是指其将太阳能转换为电能的效 率，通常以百分比表示
利用太阳能电池板测量太阳辐照度的实验方法与精度分析
利用太阳能电池板测量太阳辐照度的实验方法与精度分析太阳能电池板是一种将太阳光能转化为电能的装置，而测量太阳辐照度则是评估太阳光照强度的重要手段。
本文将介绍利用太阳能电池板测量太阳辐照度的实验方法，并对其精度进行分析。
I. 实验方法为了测量太阳辐照度，我们可以采用以下步骤进行实验。
首先，准备一块太阳能电池板，并将其安装在一个固定的支架上，保证其面向太阳光。
接下来，将太阳能电池板与测量仪器（如电流表或电压表）连接，以便记录电池板产生的电流或电压变化。
然后，确保实验环境处于光照充足的状态，避免阴影或其他遮挡物对测量结果造成影响。
最后，根据实验记录的电流或电压数值，计算出太阳辐照度的数值。
为了提高实验的准确性和精度，以下是一些注意事项：1. 实验环境的控制：确保实验环境的光照充足，并且没有阴影遮挡太阳能电池板的正面；2. 实验时间的选择：在太阳高度角较高的时候进行实验，例如在中午或者太阳高度角较大的时间段进行测量；3. 数据采集的频率：根据太阳辐照度的变化情况，选择适当的数据采集频率，以确保记录到较为准确的数值；4. 实验重复性：进行多次实验，计算平均值以提高实验结果的可靠性。
II. 精度分析太阳辐照度的精度直接影响到测量结果的准确性，下面是一些可能导致精度误差的因素：1. 实验设备的精度：太阳能电池板的质量和刻度精度都会对实验结果产生影响，因此选择质量较好且刻度精确的设备非常重要；2. 实验环境的影响：实验环境中的光照强度和温度等因素也会对测量结果产生一定的误差，因此需要对环境因素进行较好的控制；3. 数据处理的精度：在进行数据计算时，使用准确的公式和方法，并注意数据的单位转换等细节问题，以避免计算误差；4. 实验操作的准确性：在实验过程中，实验员的操作准确性和仪器的放置位置等因素也会对测量结果产生一定的影响。
综上所述，利用太阳能电池板测量太阳辐照度的实验方法包括准备太阳能电池板、连接测量仪器、确保光照充足，并根据实验记录计算太阳辐照度的数值。
幼儿园科学之旅：简易太阳能板实验教案
《幼儿园科学之旅：简易太阳能板实验教案》一、简介在当今社会，能源问题日益突出，太阳能作为清洁、可再生能源备受瞩目。
而在幼儿园阶段，通过简易的太阳能板实验教案，可以引导幼儿们对太阳能产生浓厚的兴趣，培养他们保护环境的意识，同时也为他们的科学启蒙奠定基础。
二、太阳能是什么？太阳能是指太阳辐射向地球的能源，是一种绿色、清洁、可再生能源。
幼儿们可以通过实验和简单的示范，了解太阳能的来源和运用方式。
三、实验教案1. 实验材料准备- 一块小型太阳能电池板- 一盏LED小灯泡- 一根导线- 一些夹子2. 实验步骤步骤一：将太阳能电池板朝向阳光充足的地方，将LED小灯泡连接在太阳能电池板上。
步骤二：观察LED小灯泡是否亮起。
步骤三：移动太阳能电池板，观察LED小灯泡的亮度变化。
4. 实验原理通过将太阳能电池板朝向阳光，太阳能电池板将阳光转换成电能，从而点亮LED小灯泡。
移动太阳能电池板，可以观察到LED小灯泡的亮度变化，从而让幼儿们直观地感受到太阳能的变化和应用。
5. 总结与回顾通过以上实验，幼儿们初步了解了太阳能的来源、转换方式和应用，引发了他们对太阳能的兴趣，促使他们主动了解和关注节能环保的知识。
6. 个人观点和理解在幼儿园阶段，科学教育的目的并不是让幼儿完全懂得科学知识，而是培养他们对科学的兴趣和好奇心，让他们在轻松愉快的氛围中建立起对科学的积极态度。
而简易的太阳能板实验教案正是通过直观的实验操作，引发幼儿们对科学的兴趣，让他们在实践中学习，从而为未来的科学学习打下良好基础。
通过以上的教案设计和实验过程，可以促使幼儿对太阳能产生兴趣，并且引导他们开始关注环境保护和可再生能源的重要性。
通过这样的实践活动，可以启发幼儿们对科学的好奇心和求知欲，为他们的科学学习之旅开启一扇窗户。
在幼儿园阶段，科学教育应该以简单易懂、趣味性为主，而简易太阳能板实验教案正是符合这一原则的好教材。
相信在这样的科学之旅中，幼儿们会体验到知识的乐趣，激发他们对科学的浓厚兴趣，为未来的学习奠定坚实的基础。
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
太阳能电池样板-实验报告
一、测量光照状态下太阳能电池的短路电流Isc,开路电压Uoc、最大输出功率Pmax，最佳
根据图示曲线，找出Pmax=6.664mW，由公式Ff=Pmax/(IscUoc)可得：Ff=0.58
二、测量太阳能电池无光照的伏安特性
图二正向偏压与电流关系图
根据实验数据处理要求，作出I-U关系曲线，经过拟合，得出相应的指数函数如图所示。
取拟合曲线上两点，根据公式（1）计算I0，取点（0.41,194.04）和（0.57,735）
最终解得I0=1.13uA
三、测量太阳能电池短路电流、开路电压与光强关系
图三不同光强下U-I关系曲线
由图三可知，随光强增大，开路电压和短路电流也不断增大，但趋于平缓，光强很大时，开路电压与光强几乎无关。
四、不同光照角度下的开路电压与短路电流
由图可知随角度增大，太阳能电池功率逐渐减小，角度增大越多，功率较小速度越快。
由表格可知，串联电压为两电池板电压之和，适合较高电压场合。
并联时短路电流为两板之和，适用于较高电流的场合。
太阳能电池片粘附力实验
太阳能电池片粘附力实验
一、实验目的
1.1评估电池片粘附力
通过实验测量和评估太阳能电池片的粘附力，了解其粘附性能。
1.2比较不同处理方法的效果
通过实验比较不同处理方法对太阳能电池片粘附力的影响，为生产工艺提供参考。
二、实验原理
2.1粘附力定义与测量
粘附力是指两个物体接触时，一个物体粘附在另一个物体上的力。
粘附力的大小可以通过测量粘附力计的读数来获得。
2.2影响粘附力的因素
影响粘附力的因素包括表面能、接触面积、温度、湿度等。
了解这些因素有助于优化电池片的粘附性能。
三、实验材料
3.1太阳能电池片
实验所需的太阳能电池片应具有代表性，可以选用不同厂家和型号的电池片进行比较。
3.2粘合剂
选用适合太阳能电池片的粘合剂，如硅胶、环氧树脂等。
3.3其他辅助材料
实验所需的辅助材料包括粘附力计、表面处理设备、实验室常用器具等。
四、实验步骤
4.1准备电池片和粘合剂
对实验所需的电池片进行表面处理，按照生产工艺的要求选择合适的粘合剂。
4.2进行粘附力测试
将处理后的电池片粘贴在粘附力计上，调整压力和时间等参数，记录粘附力计的读数。
重复实验多次以获得可靠的数据。
4.3数据记录与整理
将实验数据记录在表格中，并进行整理和分析，计算平均值和标准差等统计指标。
五、实验结果
5.1粘附力数值
根据实验数据，整理出不同处理方法下太阳能电池片的粘附力数值。
5.2实验分析与结论
根据实验结果，分析不同处理方法对太阳能电池片粘附力的影响，得出结论并提出建议。
太阳能电池实验指导书
太阳能电池原理与工艺实验指导衡水学院物理系实验一太阳能电池暗伏安特性测试实验目的：1、了解和掌握太阳能电池板工作原理2、测试太阳能电池板暗伏安特性实验原理：暗伏安特性是指无光照射时，流经太阳能电池的电流与外加电压之间的关系。
太阳能电池的基本机构是一个大面积平面P-N结，单个太阳能电池单元的P-N结面积已远大于普通的二极管。
在实际应用中，为得到所需的输出电流，通过将若干电池单元并联。
为得到所需输出电压，通常将若干已并联的电池组串联。
因此，它的伏安特性虽类似于普通二极管，但取决于太阳能电池的材料，结构及组成组件的串并连关系。
实验步骤：1、在实验台上按照下图连接好实验导线。
2、用遮光板完全遮挡住太阳能电池板的表面，将电阻箱的阻值调节到50Ω。
3、将“可调稳压电源”的电压调至0V，然后逐渐增大输出电压，每隔0.5V记录一次电流值于下表中。
4、将“可调稳压电源”的电压调至0V，对调“可调稳压电源”输出接口的红黑线。
即给太阳能电池板加反向电压，逐渐增大反向输出电压，每隔0.5V记电压（V）-5 -3.5 -3 -2.5 -2 -1 0 1 2 2.5 3 3.5 5 8 电流（ A）5、根据表格电压电流值画出太阳能电池的暗伏安特性曲线图。
课后思考：根据所做I-V曲线说明太阳能电池的暗伏安特性遵循什么规律实验二太阳能电池I-V、P-V特性测试实验目的：1、测量太阳能电池开路电压、短路电流2、掌握太阳能电池输出电流、电压与负载之间的关系3、掌握太阳能电池输出功率与电压之间的关系4、根据测量结果计算填充因子FF实验原理：测量太阳能电池输出特性中电流和电压关系。
当负载为0时太阳能电池处于I表示。
当负载为 时太阳能电池短路状态,此时所输出的电流为短路电流，用SCV表示。
处于开路状态,此时所输出的电压为开路电流，用OC太阳能电池是一个限功率的电源。
根据光照情况的不同，其输出功率是变化的。
太阳能电池在带载时，如果电流增大,电压是下降的,在不同的光照条件下，通过调整负载电流，测试电压输出特性。
物理实验竞赛太阳能电池板光能转化效率的测定PPT学习教案
（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
Pmax I U SC OC
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在不加偏压时，在使用遮光罩条件下，保持白光源 到太阳能电池距离20CM，测量太阳能电池的输出电 流对太阳能电池的输出电压的关系。太阳能电池在光 照时，测量输出功率与负载电阻的关系。
果不太理想。
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【注意事项】 1. 连接电路时，保持太阳能电池无光照条件。 2 . 避免太阳光照射太阳能电池。 3. 连接电路时，保持电源开关断开
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感谢您的观看！
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太阳能电池在不同负载电阻太阳能电池的电流I 和输出 电压U 的关系如图二 所示，它满足一个二次函数图像， 基本呈线性关系。
（2）.太阳能电池在光照时，测量输出功率与负载电阻的 关系。
表（三）
P(mW ) 4.0 5.0 5.5 6.0 6.2 6.3 6.4 6.3 6.3 6.2 6.0
令：
q
nKT
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2． 当太阳能电池接上负载电阻后，太 阳能电池的输出电压和电流随着负 载电阻的变化而变化，当负载电阻 R=Rm时，太阳能电池的输出功率 为最大 即最大功率，对应电压和电 流，可知 Pm=ImUm
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3.填充因子是表征太阳能电池质
量好坏的一个指标，将最大功率
（1） 测 量太阳能电池的输出电流对太阳能电池 的输出电压的关系
表（二）
U（v）0.86 1.1 1.46 1.7 1.92 2.08 2.24 2.38 2.50 2.62 2.72
2
太阳能光伏发电实验指导书
太阳能光伏发电实验指导书(总21页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除太阳能光伏发电实验指导书郑州科技学院电子信息工程教研室编目录实验一太阳能电池板特性测试................................... 错误!未指定书签。
实验二太阳能电池板的串联、并联特性测试....................... 错误!未指定书签。
实验三负载特性测试实验 (7)实验四环境对太阳能电池光伏转换的影响实验 (10)实验五太阳能电池板转换效率测量实验........................... 错误!未指定书签。
实验六太阳能应用实验. (16)实验七太阳能光控跟踪实验.................................... 错误!未指定书签。
9实验八太阳能蓄电池充放电控制实验............................ 错误!未指定书签。
1实验九太阳能光伏逆变器实验.................................. 错误!未指定书签。
4实验十太阳能路灯的设计...................................... 错误!未指定书签。
7实验一 太阳能电池板特性测试一、实验目的1.了解和掌握太阳能电池板原理及应用。
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。
二、实验原理1.开路电压(oc U )电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。
一个基本的带电源、联接导体，负载的电路，如果某处开路，断开两点之间的电压为开路电压。
电路开路时我们可理解为就是在开路处接入了一个无穷大的电阻，不可质疑，这个无穷大的电阻是串联于这个电路中的，根据串联电路中电阻的分压公式，这个无穷大电阻两端的分电压将为电路中的最高电压即电源电压。
测量太阳能电池板的发电效率说课稿
测量太阳能电池板的发电效率说课稿
介绍
太阳能电池板是利用光能直接转化为电能的装置。
测量太阳能电池板的发电效率对于评价其性能和质量非常重要。
本次说课稿将介绍测量太阳能电池板发电效率的方法和步骤。
目标
本次实验的目标是测量太阳能电池板的发电效率。
实验步骤
1. 准备实验材料和设备：
- 太阳能电池板
- 太阳能灯光源
- 多用电表
- 电线和连接器
2. 搭建实验装置：
- 将太阳能电池板与太阳能灯光源连接，确保光线照射到电池板上
- 将电池板与多用电表连接，以测量发电效率
3. 测量太阳能电池板的发电效率：
- 将多用电表设为电流测量模式，并将正负极正确连接到电池板上
- 测量太阳能电池板的电流输出
- 使用电压表测量太阳能电池板的电压输出
- 计算电池板的发电功率（功率等于电压乘以电流）
- 记录实际测量值
4. 计算太阳能电池板的发电效率：
- 根据公式：发电效率 = 实际发电功率 / 光能输入功率 × 100% - 光能输入功率为太阳能灯光源的功率
- 将实际测量值代入公式，得出发电效率的百分比
结论
本实验通过测量太阳能电池板的发电功率和计算发电效率，评估了太阳能电池板的性能。
实验结果可以帮助我们了解太阳能电池板的发电效率，为太阳能利用提供参考和指导。
通过不断优化和改
进太阳能电池板的性能，我们可以更好地利用太阳能资源，推动清洁能源的发展。
太阳能电池板课件
4．太阳能电池板串联或并联时，要注意其正负极；使用中不要弯折，不能使电池板短路。
5．此电风扇只有在太阳照射下才能有较快的转速，光照强度改变时，电风扇的转速也会改变。
5．把小扇叶安装到电动机的转动轴上，可以涂点502胶固定扇叶。把小电动机固定到风扇支架上。
6．闭合开关，观察电风扇是否转动；把此装置移到太阳下，观察当太阳直射时、斜射时电风扇的转动情况。
操作提示：
1．实验中使用到502胶水，注意不要把胶水弄到手上或身体的其他部位，防止受到伤害。
2．在使用美工刀时，注意安全，不要划到手；不要被电铬铁烫伤。
教学过程
新课导入
实验步骤：
1．用美工刀削出三块边长约1cm的小正方体橡皮，把两个三角板平行放置，中间夹入橡皮，在橡皮上涂少量502胶水。
2．把两三角板的斜边固定在两把长塑料尺上，做成一个电风扇支架。
3．把三块太阳能电池串联，用铬铁焊好，如图。
4．把两根线焊接到玩具电动机的两接线柱，再按照下面电路图连接实物。
6．小电风扇如果放在有风的地方，还可以把电动机当作发电机，把太阳能电池板换成发光二极管，二极管会发光。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
太阳能电池板课件
教学目标
实验目的：
1．知道太阳能的利太阳能在使用过程中不会产生废气、废液等污染物，是一种绿色能源。
3．知道电动机是把电能转化为机械能。
教学重难点
知道电动机是把电能转化为机械能。
教学工具
太阳能电池板（30mm×30mm）3片、玩具电动机、玩具风扇叶片（也可用竹蜻蜓叶片）、导线、502胶水、开关、长约15cm的`塑料尺2根、相同三角板2个、橡皮、锥子、美工刀、电铬铁。多媒体设备
太阳能电池板室外特性实验提纲
研究性实验太阳能电池板室外特性实验方式：根据下列提纲，在室外通过实际测试，以定量和定性的形式，了解太阳能电池板室外特性。
课前查阅：太阳能电池板的种类及简要工作原理；光电器件的基本属性；超级电容的基本知识；使用超级电容应注意的问题。
实验提纲：（实验时请记下室外的天气情况）1、找到光强最大的方位。
将电池板大致对向太阳，由于光强变化时电流比电压变化明显（做2、3、步骤时即可看出），所以将万用表调到电流档10A处，调整电池板左右与俯仰，使电流值最大。
用量角器量出电池板面与垂直间角度值并定义为θ＝0。
在其它俯仰角度上，光强按余弦规律减小。
2、测量太阳能电池板的开路电压V max；沿俯仰方向调节光照接收的角度θ，⊿θ＝100即可。
观察变化与否，记下相对应的电压值Vθ，作图并说明原因。
3、测量太阳能电池板的短路电流I max；沿俯仰方向调节光照接收的角度θ，⊿θ＝100即可。
观察变化与否，记下相对应的电流值Iθ，作图并说明原因。
4、若在北方冬季与夏季间日照角约有400度的变化，通过实验，你认为太阳能电池板接收光照的方向，至少多长时间调整一次（比如可使输出功率有10％的增加）？5、你观察后会发现，太阳能电池板为一组p-n结的串并联。
因此，当你沿横向、纵向分别遮挡约三分之一电池板的面积时，其短路电流是否也有相应大小的变化（比如电流也减少三分之一）？说明原因。
这对于你正确使用有何帮助？6、测量电池板输出电流I在负载电阻R较小时（小于200欧）的变化关系，并画出I---R关系曲线（ R取20欧）。
7、用太阳能电池板对超级电容组（额定电压2.7 V/400F四个电容串联而成）充电时，按标定的正负极将电池板与超级电容组并联，电池板调整到接收光强最大处，将电压表并在电容组两端观察电压上升。
当电压升至电池板开路电压的85%时即可认为充电结束（此时充电电流降至开始充电时的十分之一以下）。
注意：为缩短充电时间，可将几个电池板并联后对电容组充电，若串联，其电压因过高会损坏电容组。
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硅光电池特性及应用研究
一、 实验目的
1. 了解和研究硅光电池的主要参数和基本特性。
2. 测量太阳能电池板的负载特性及短路电流SC I 、开路电压OC U 并计算最大输出功率m
p 和填充因子FF 。
二、 实验仪器
硅光电池，太阳能电池板，光学导轨及支座附件，光源，电源，光功率计，聚光透镜，5
图1
三、 实验原理
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，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。
本实验通过对太阳能电池的电学性质和光学性质进行测量，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。
硅光电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U 与通过电流I 的关系式为：
)1(-=U o e I I β， (1)
(1)式中，o
I 和β是常数。
由半导体理论，二极管主要是由能隙为E C －E V 的半导体构成，如图2所示。
E C 为半导体导电带，E V 为半导体价电带。
当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对。
电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。
图2
假设硅光电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源）、一个理想二极管、一个并联电阻sh R 与一个电阻s R 所组成，如图3所示。
图3
图3中，ph I 为硅光电池在光照时该等效电源输出电流，d I 为光照时，通过硅光电池内部二极管的电流。
由基尔霍夫定律得：
0)(=---+sh d ph s R I I I U IR ， （2）
（2）式中，I 为硅光电池的输出电流，U 为输出电压。
由（2）式可得，
d sh
ph sh s I R U I R R
I --=+
)1(， （3） 假定∞=sh R 和0=s R ，硅光电池可简化为图4所示电路。
图4
这里，)1(0--=-=U
ph d ph e I I I I I β。
在短路时，U ＝0，sc ph I I =； 而在开路时，I ＝0，0)1(0=--oc
U sc e
I I β；
∴
]1ln[
1
+=
I I U sc
OC β
， （4） （4）式即为在∞=sh R 和0=s R 的情况下，硅光电池的开路电压OC U 和短路电流SC I 的关系式。
其中OC U 为开路电压，SC I 为短路电流，而0I 、β是常数。
可看出开路电压OC U 与
短路电流SC I 满足对数关系，如果SC I 与光照强度有线性关系，则OC U 与光照强度也满足对数关系。
硅光电池一大用途就是制成太阳能电池板来发电，大阳能电池板是由多个硅晶片根据功率大小串联和并联组合制成的，所以太阳能电池板的原理与硅光电池一样，由于二极管的分流作用，负载电阻越大，太阳能电池板的输出电流越小，实验可以证明这时输出电压却越大。
因此，在入射光能量不变化的情况下，要从光电池获取最大功率，负载电阻要取恰当的值。
其中太阳能电池板的填充因子
FF =
)(oc sc m
U I P (5)
填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。
四、 实验内容
1．在没有光源的条件下，测量硅光电池正向偏压时的伏安特性（直流偏压从0—5.0V ）。
A 、伏安特性即I －U 关系，图5为实验原理图，根据原理图连接好线路。
B 、按照数据表1，利用测得的正向偏压时I －U 关系数据，画出㏑I －U 曲线并求得常数β和0I 的值（利用条件I >>0I ）。
表格1
U/V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 I/mA ㏑I
图5 图6
C 、参照表格2，测出不同距离（太阳能电池板到光源处的距离）的情况下开路电压以及短路电流：
表格2 X/㎝ 20 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 U I
2.测量光电池的光照特性
测量短路电流SC I 与光电池上的相对光照强度的变化关系。
在光电池的线性响应范围内，光电流与入射光强度成正比，这是光电池作为光电检测元件被广泛应用的重要原因。
取离白光源20cm 水平距离处的光强作为标准光照强度，用光功率计测量该处的光照强度0J ；改变太阳能电池到光源的距离x,用光功率计测量x 处的光照强度J 和此时的SC I 的值并填入表3，其中电路原理图如图6所示。
描绘SC I 和相对光强度0/J J 之间的关系曲线，求SC I 和与相对光强0/J J 之间近似关系函数。
表3
X/㎝ 20 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 J
0/J J SC I /mA
3. 测量太阳能电池板的负载特性
测量光照情况下，太阳能电池板的输出电压和输出电流与负载电阻的关系（填表4）。
其中电路原理图如图7所示，根据表4，画出在有负载的情况下输出电压和电流之间的关系，并画出负载电阻与输出功率的关系；确定太阳能电池板的最大输出功率m p 以及最大输出功率时的负载电阻e R （最佳匹配电阻）。
图7
/n R
R1 R2 R3 R4 … R41 R42 R43 … R71 0 100 200 300 … 4000 5000 6000 … 99999 U/V … … I/mA … … P/mW
4. 填充因子（Full Factor ）FF
填充因子表示最大输出功率M M U I 与极限输出功率oc sc U I 之比，通常以FF 表示，即：
oc sc M
M U I U I FF =
填充因子是表征太阳电池优劣的重要参数之一。
填充因子愈大，太阳电池性能就愈好
5. 光电转换效率：
光电转换效率是太阳电池性能优劣的最重要判据，常以η表示，一般定义为太阳电池最大输出功率和照射到太阳电池上的入射功率之比，即：
in M M P
U I =η 其中和M I M U 为最大功率点的电流和电压，而in P
为入射光的功率.
五、 思考题
1. 严格地说，本实验得出的光电池光谱特性并不能准确描述光电池对入射光中各频率分量
的响应特性，或者说，这样得出的光谱特性，还包含了其他因素的影响，这些影响因素是什么呢？
2. 硅光电池除了用于太阳能发电外还是一种半导体元件，人们在研究半导体元件的外特性
时，通常要研究它们的温度特性和对信号的频率响应。
不限于本实验器材，你有什么方案测量以上两种特性？
3. 由太阳能电池板自己设计电路，使太阳能电池板白天在太阳光下给蓄电池充电，而晚上
蓄电池可以供灯泡发光，并且蓄电池的电流不会倒流回太阳能电池板。