太陽能光伏電池測試與分析

1、太陽能光伏電池測試于分析 太陽能光伏電池測試于分析洪小沯 洪小沯一、實驗目的 一、實驗目的1、了解 pn 結(jié)基本結(jié)構(gòu)和工作原理；2、了解太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)，理解工作原理；3、掌握 pn 結(jié)的 IV 特性及 IV 特性對溫度的依賴關(guān)系；4、掌握太陽能電池基本特性參數(shù)測試原理與方法，理解光源強度、波長、環(huán)境溫度等因素對太陽能電池特性的影響；5、通過分析PN 結(jié)、太陽能電池基本特性參數(shù)測試數(shù)據(jù)，進一步熟悉實驗數(shù)據(jù)分析與處理的方法，分析實驗數(shù)

2、據(jù)與理論結(jié)果間存在差異的原因。二、實驗原理 二、實驗原理1、光生伏特效應(yīng)2、太陽能電池無光照情況下的電流電壓關(guān)系－（暗特性）電流電壓關(guān)系為肖克萊方程：eV I ? Is[exp( ) ?1] k0T反向飽和電流為：Js ? e(Dn?n)1/ 2? Eg 3? ni 22 ~ T exp(? ) NA k0T含有溫度參數(shù)的正向電流電壓關(guān)系為：I ? AJ ? T 3??2e(V ?Vg0) exp[ ] k0T顯然正向電流在確定外加電壓

3、下也是隨著溫度升高而增大的。3、太陽能電池光照情況下的電流電壓關(guān)系（光特性）這個電壓降可以使 光電流 IL 在負載上產(chǎn)生電壓降，流 IF。在反偏情況下，pn 結(jié)電流為pn 結(jié)正偏。 如圖 3 所示， 正偏電壓產(chǎn)生正偏電eV I ? IL ? IF ? IL ? IS[exp( ?1)] k0T四、實驗內(nèi)容與步驟 四、實驗內(nèi)容與步驟1、太陽能電池暗特性測試暗特性測試不需要開啟光源。 測試反偏電壓 V 下通過太陽能電池的電流 I； 測試正向

4、偏壓下通過太陽能電池的電流 I。匯總測試數(shù)據(jù)形成 I－V 特性曲線。根據(jù)實驗時間安排測量不同溫度下的特性曲線。根據(jù)理想pn結(jié)電流電壓方程對正偏實驗數(shù)據(jù)進行擬和。實驗結(jié)果： 實驗結(jié)果：匯總正向偏壓數(shù)據(jù)形成的 I-V 特性曲線如下圖：取特性曲線上兩點（3000，20000） ， （3300，60000）由I ? Is[exp( eV k T ) ?1] ，其中 0 為常數(shù)， k0T eV k0T I ? 0.34[exp( ) ?1] 可得

5、 =273mV，IS=0.34μA，即擬合函數(shù)為 s 273 e2、太陽能電池光照特性測試（1）不加載濾色片、光強度最大條件下通過改變負載電阻來測試太陽能電池I－V 特性曲線，匯總數(shù)據(jù)形成 I－V 特性曲線，然后根據(jù)特性曲線求解出開路電壓Voc、閉路電流 Isc；（2）不加載濾色片，在兩種不同光強下測量 I－V 特性，得到不同光強下的 I－V 特性曲線、開路電壓、閉路電流數(shù)據(jù)；（3）最大光強下，加載不同濾色片，測量I－V 特性，得到不同