太阳能电池基本特性测定实验
目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。

太阳能是一种新能源，
一是利利用太阳能发电目前有两种方法，前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。

太阳能的利用和太阳能电池的特性研究二是太阳能电池。

用热能产生蒸气驱动发电机发电，为此，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。

是21 世纪的热门课题，介绍太阳能电池的电学性质我们尝试在普通物理实验中开设了太阳能电池的特性研究实验，联系科并对两种性质进行测量。

该实验作为一个综合设计性的普通物理实验，和光学性质，技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣。

】实验目的【无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线1.
IPU FF、开路电压及填充因子、最大输出功率2. 测量太阳能电池的短路电流SCaxmOC IJJU的关系，求出它与相对光强3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SC0OC们的近似函数关系。

【实验仪器】
光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、光功率计、遮光罩、电压表、电流表、电阻箱
】【实验原理, 在没有光照时太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。

UI的关系为可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压与通过的电流qU????
1?I?Ie nKT (1) ??0??In qK,1。

是二极管的反向饱和电流,是玻尔兹曼常量是理想二极管参数,理论值为其中0q T为热力学温度。

（可令）为电子的电荷量,??nKT EEE?由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为的半导体所构成。

CVC E当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸为半导体价电带。

为半导体导电带，V空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一电子-收，并产生电子-空穴对。

现象称为光伏效应。

光电流示意图
IPU, 和外太阳能电池的基本技术参数除短路电流和开路电压还有最大输出功率
SCaxOCm P IUFFFF。

最大输出功率也就是定义为的最大值。

填充因子填充因子axm P?FF max
(2)
UI OCSC FFFF,说明太阳能电池对光的利用值越大是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。

率越高。

】【实验内容及步骤U?I特性（直流偏压从1.在没有光源（全黑）的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的V00?3.））设计测量电路图，并连接。

（1
1
图q I UI?I?U的值。

和曲线并求出常数关系数据，利用测得的正向偏压时（2）画出??0nKT 注意此时光源到太阳能电池距在不加偏压时，用白色光照射，测量太阳能电池一些特性。

2.cm20
离保持为（1）设计测量电路图，并连接。

2
图UI?UI对曲线图。

变化关系，画出（2）测量电池在不同负载电阻下，IU和开路电压3）求短路电流。

（SCOC）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。

（4P?FF max5（）计算填充因子UI OCSC测量太阳能电池的光电效应与电光性质3.水平距离光强作为标准光照强度，用光功率计20CM在暗箱中（用遮光罩挡光），取离白光源J改变太阳能电池到光源的距离，用光功率计测量该处的光照强度测量该处的光照强度;0IJJ JJ，相应的测量太阳能电池接受到相对光强度不同值时，求光强与位置关系。

和SC0U的值。

OC设计测量电路图，并连接。

1）（IUJJ 和）（2 测量太阳能电池接受到相对光强度不同值时，相应的的值。

SCOC0．
IIJJJJ之间的近描绘和与相对光强和与相对光强之间的关系曲线，求（3）SCSC00似关系函数。

JJUUJJ之间的之间的关系曲线，求和与相对光强和与相对光强（4）描绘0OC0OC近似关系函数。

【数据记录及处理】 1．全暗情况下太阳能电池在外加偏压时伏安特性
U(V)
?A)I(
2.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。

I(mA)
U(V)
)P(mW
)R?(K
IJUJ测量太阳能电池3.的关系。

和与相对光强SC0OC )mWP(
)K?(R
P(mW)
R(K?)
【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。

【思考题】
1. 设计电路，利用两节干电池，一个电压表，一个电阻箱来测量太阳能电池在全黑的条件下的伏安特性曲线。

2.两个太阳能电池串联，测量它们的伏安特性曲线，填充因子。

两个太阳能电池并联，测量它们的伏安特性曲线，填充因子。

3.。