H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
近代光学创新实验
实验名称：太阳能光伏电池测试与分析院系：
专业：
姓名：
学号：
指导教师：
实验时间：
哈尔滨工业大学
一、实验目的
1、了解pn结基本结构和工作原理；
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IV特性及IV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，理解光源强度、波长、环境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，如图1所示，它的工作原理的核心是光生伏特效应。

光生伏特效应是半导体材料的一种通性。

当光照射到一块非均匀半导体上时，由于内建电场的作用，在半导体材料内部会产生电动势。

如果构成适当的回路就会产生电流。

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。