绪论
一实验目的
本实验课程的目的，旨在通过课内实验教学，使学生掌握太阳能发电技术方面的基本实验方法和实验技能，帮助和培养学生建立利用所学理论知识测试、分
析和设计一般光伏发电电路的能力，使学生巩固和加深太阳能发电技术理论知识，为后续课程和新能源光伏发电技术相关专业中的应用打好基础。
二实验前预习
每次实验前，学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容，明确实验目的、要求；明确实验步骤、测试数据及需观察的现象；复习与实验内容有关的理论知识；预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项；做好预习要求中提出的其它事项。
三注意事项
1、实验开始前，应先检查本组的仪器设备是否齐全完备，了解设备使用方法及线路板的组成和接线要求。
2、实验时每组同学应分工协作，轮流接线、记录、操作等，使每个同学受到全面训练。
3、接线前应将仪器设备合理布置，然后按电路图接线。
实验电路走线、布线应简洁明了、便于测量。
4、完成实验系统接线后，必须进行复查，按电路逐项检查各仪表、设备、元器件的位置、极性等是否正确。
确定无误后，方可通电进行实验。
5、实验中严格遵循操作规程，改接线路和拆线一定要在断电的情况下进行。
绝对不允许带电操作。
如发现异常声、味或其它事故情况，应立即切断电源，报告指导教师检查处理。
6、测量数据或观察现象要认真细致，实事求是。
使用仪器仪表要符合操作规程，切勿乱调旋钮、档位。
注意仪表的正确读数
7、未经许可，不得动用其它组的仪器设备或工具等物。
8、实验结束后，实验记录交指导教师查看并认为无误后，方可拆除线路。
最后，应清理实验桌面，清点仪器设备。
9、爱护公物，发生仪器设备等损坏事故时，应及时报告指导教师，按有关实验管理规定处理。
10、自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。
四实验总结
每次实验后，应对实验进行总结，即实验数据进行整理，绘制波形和图表，
分析实验现象，撰写实验报告。
实验报告除写明实验名称、日期、实验者姓名、同组实验者姓名外，还包括：
1．实验目的；
2．实验仪器设备（名称、型号）；
3．实验原理；
4．实验主要步骤及电路图；
5．实验记录（测试数据、波形、现象）；
6．实验数据整理（按每项实验的"实验报告要求"进行计算、绘图、误差分析等）；
7．回答每项实验的有关问答题。
B I 刚 I 5 l~888
蓄电池卓压表 蒂宙池电潦表 逆变器电压表 連变器电涯表
图1实验面板
在图1实验面板上端子共计27个，开关共计12个，交流三孔插座2个，DC12V
灯1个，总电源1个，总电源指示灯1个，直流稳定电源1 个, AC220V 丁 1个， 滑动电阻器1个，控制器开关1个，DC 数字电流表3个，DC 数字电压表3个， AC 数字电压和电流各1 个, AC 机械电压表和电流表分别1个，1个可调电位器。
其中一个交流三孔插座是外部 220V 电压提供的，而在实验面板上的一个是逆变 器提供的。
面板上红端子表示正，黑端子表示负。
在实验面板（光伏组件模块）的左下侧是可调电位器。
其中3, 4, 5是滑动电阻器的端子，在它们正下方是滑动电阻器的调旋钮。
直流稳定电源相当于蓄电池充电器，它可以直接给 DC12V 铅酸蓄电池充电。
其中12和24是串接；13和25是串接；14和15是串接；16和17是串接； 20
和22是串接；21和23是串接。
注意：1、两个光伏组件串联是组成 DC24V ，两个光伏组件并联是组成 DC12V ；
2、禁止光伏组件直接接到逆变器上。
实验一 太阳能电池光伏系统直接负载特
性实验及太阳能电池发电原理实验
I 、实验目的
1、 加深对太阳能光伏组件原理理解及制做过程
2、 光伏组件的伏安特性测量
五、实验面板
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U 、实验原理
1、太阳能电池板是半导体PN 结接受太阳光照产生光生电势效应， 将光能变 换
为电能的变换器。
当太阳光照射到具有 PN 结的半导体表面，P 区和N 区中的 价电子受到太阳光子的冲激，获得能量摆脱共价键的束缚产生电子和空穴多数载 流子和少数载流子，被太阳光子激发产生的电子和空穴多数载流子在半导体中复 合，呈现导电作用。
在 PN 结附近P 区被太阳光子激发产生的电子少数载流子受 漂移作用到达N 区，同样，PN 结附近N 区被太阳光子激发产生的空穴少数载流 子受漂移作用到达P 区，少数载流子漂移对外形成与 PN 结电场方向相反的光生 电场，一旦接通负载电路便有电能输出。
图1-1比较清楚地描述了光伏电池的电势是 PN 结附近由太阳光子激发的电 子和
空穴少数载流子通过漂移形成的， PN 结附近的电子和空穴少数载流子通过
漂移，电子流向N 区，空穴流向P 区。
从外电路来看，P 区为正、N 区为负，如 果接入负载，N 区的电子通过外电路负载流向 P 区形成电子流，进入P 区后与空 穴复合。
我们知道，电子流动方向与电流流动方向是相反的， 光伏电池接入负载 后，电流是从电池的P 区流出，经过负载流入 N 区回到电池。
2、晶体硅太阳电池的制作过程："硅"是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一 自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后， 它几乎改变了一切，甚至 人类的思维，20世纪末，我们的生活中处处可见"硅"的身影和作用，晶体硅太阳 电池是近
15年来形成产业化最快的。
生产过程大致可分为五个步骤：a ）提纯过程 b ）拉棒过程c ）切片过程d ）制电池过程e ）封装过程.如下图1-2所示：
太阳光线
上电极
X 型硅
PN 结
P 型健
下电极
图1-1太阳电池结构原理
图1-2 晶体硅太阳电池的制作过程
3、图1-3是光伏电池受光线照射引起光生电势的示意图，①是光伏电池表面被反射的光线；②是太阳光子进入光伏电池表面，激发产生的电子和空穴在没有到达PN结时被复合；③是太阳光子到达PN结附近，激发产生的电子和空穴少数载流子在PN结漂移的作用下，产生光生电势；④是太阳光子到达光伏电池深处，远离PN结，激发产生的电子和空穴在没有到达PN结时被复合，与②情况类似；⑤是被光伏电池吸收，能量较小不能激发电子和空穴的太阳光子；⑥是被光伏电池吸收且透射的光子。
图1-3 太阳光照射半导体产生电子和空穴的示意图
川、实验装置和仪器
1、光伏发电实验系统1台
2、导线若干
3、自备万用表
W、实验内容
1、实验前准备
①模拟灯固定在实验台左侧，灯头部位在光伏组件的左前方，保持适当的距离; （注：禁止模拟灯贴在光伏组件上）
②检查开关位置是否处于关闭状态（即“0”的位置）；
③总电源插座插入220V 50HZ的市电；
④观察数字仪表是否有显示，电源指示灯是否显示。
2、光伏组件伏安特性曲线测试
根据图1-4接线，端子“ 1”接“ 18” , “ 19”接“4”，“2”接“3”或“5”，负载取DC12VLE灯和滑动电阻器R （从470至0Q）,
测量相应的电压V和电流I，记录两表的读数，并绘制出I/V曲线。
图1-4
V、注意事项
1、实验中模拟灯光不可近距离靠近光伏组件，以免光伏组件温度过高
2、导线连接时，注意正极与负极，避免接反。
3、导线拔插时，插接端不要碰及测试面板，以免引起线路短路。
4、导线拔插时，端子间不要互相接触，以免引起线路短路。
5、交流电输入和输出端防止触电。
切、预习思考题
1、PN结电子的转移与波长存在什么样的关系？
2、太阳能电池发出的电为什么不能直接接交流负载？。