光伏特性曲线实验报告

太阳能光伏发电应用技术实验项目：太阳能电池伏安特性曲线专业年级： 2014级电子科学与技术学生姓名：学号： 146711000 指导老师：成绩：福建农林大学金山学院信息与机电工程系2017年 6月 18日一、实验目的 (1)二、实验要求 (1)三、实验仪器设备 (1)四、实验原理 (1)1、太阳能电池工作原理 (2)2、太阳能电池等效电路图 (2)3、伏安特性曲线 (2)五、实验内容与步骤 (4)1、实验内容 (4)2、实验步骤 (4)最大输出功率与入射角的关系测试 (8)六、实验分析与实验总结 (11)一、实验目的1、了解并掌握光伏发电系统的原理2、了解并掌握光伏发电系统的组成，学习太阳能发电系统的装配3、了解并掌握太阳能电池的工作原理及其应用二、实验要求1、熟悉光伏发电系统的功能。

2、测量太阳能电池板的不同距离下开路电压、短路电流、并算出填充因子及绘出功率曲线三、实验仪器设备1、太阳能电池板2、光源3、可调电阻4、2台万用表四、实验原理太阳能电池结构图1、太阳能电池工作原理光照下，P-N结将产生光生伏特效应。

当入射光能量大于导体材料的禁带宽度时，光子在表面一定深度的范围内被吸收，并在结区及其附近的空间激发电子空穴对。

此时，空间电荷区内的光生电子和空穴分离，P-N结附近扩散长度范围内的光生载流子扩散到空间电荷区。

P区的电子在电场作用下漂移到N区，N区的空穴漂移到P区，产生光生电流。

光生载流子的漂移并堆积形成与结电场方向相反的电场及正向结电流。

当光生电流和正向结电流相等时，P-N结建立稳定的电势差，即光生电压。

2、太阳能电池等效电路图为了进一步分析太阳能电池的特点，可以使用一个等效电路来表现太阳能电池的工作情况，等效电路图如图所示。

电路由一个理想恒流源IL，一个串联电阻Rs，一个并联电阻Rsn，以及理想因子分别为1和2的两个二极管D1和D2组成。

太阳能电池等效电路图3、伏安特性曲线根据伏安特性曲线的数据，可以计算出太阳能电池性能的重要参数，包括开路电压、短路电流、最大输出功率、最佳输出电压、最佳输出电流、填充因子、太阳能电池光电转换效率，串联电阻以及并联电阻。

关于光伏的实验报告篇一：光伏发电实验报告太阳能电池板伏安特性测试实验报告学院：机电工程学院专业：电子科学与技术年级：09 姓名：吴福川学号：091203025 指导教师：刘银春一、实验目的1、了解并掌握光伏发电的原理2、了解太阳能电池板的开路电压、短路电流及功率曲线3、了解太阳能电池板的转换效率4、熟悉太阳能表和太阳能电池测试仪的功能二、实验内容1、光伏电池的开路电压与短路电流特性测试2、光伏发电的负载福安特性测试3、最大输出功率与光照强度的关系测试三、实验仪器四、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?Io?(e?U?1) (1)(1)式中，Io和?是常数。

由半导体理论，二极管主要是由能隙为EC?EV的半导体构成，如图1所示。

EC为半导体导电带，EV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Rsh 与一个电阻Rs所组成，如图2所示。

图2中，Iph为太阳能电池在光照时的等效电源输出电流，Id为光照时通过太阳能电池内部二极管的电流。

由基尔霍夫定律得：IRs?U?(Iph?Id?I)Rsh?0 （2）（2）式中，I为太阳能电池的输出电流，U为输出电压。

由（1）式可得，I(1?RsRsh)?Iph?URsh?Id （3）假定Rsh??和Rs?0，太阳能电池可简化为图3所示电路。

这里，I?Iph?Id?Iph?I0(e?U?1)。

在短路时，U?0，Iph?Isc；?U而在开路时，I?0，Isc?I0(eoc?1)?0；?UOC?1?ln[IscI0(本文来自： 小草范文网:关于光伏的实验报告)?1] （4）（4）式即为在RSh??和RS?0的情况下，太阳能电池的开路电压UOC和短路电流ISC的关系式。

实验二、多晶硅太阳电池特性测试一、 实验目的1．了解多晶硅太阳电池的结构。

2．了解多晶硅太阳电池的外特性。

3．了解多晶硅太阳电池外特性的影响因素。

二、 主要实验仪器与材料1．多晶硅太阳电池板（单电池与电池阵列） 2块2．光源（氙灯） 1套3．数字万用表 2块4．电阻箱阻 1个三、 实验任务1． 模拟太阳光条件下，多晶硅太阳电池单电池的输出外特性曲线测量记录日期、时间和地点；绘制电池的外形结构图并记录电池几何参数（用于计算电池面积）；并记录太阳光当时辐射强度，按照图1所示实验原理图接线。

(1) 在室内太阳光模拟器下，分别测试光强为1 sun （1000W/m 2）下的电池的电池的短路电流（I sc ）和空载电压（U oc ），与输出外特性曲线。

(2) 具体测量方法：分别在上述一定光强下，逐步改变电阻箱（负载）的阻值R L ，分别测量电池两端的I 和U 。

根据测量结果绘制上述不同条件下的电池外特性曲线。

2. 自然太阳光条件下，多晶硅太阳电池单电池的输出外特性曲线。

(1) 选择户外有太阳光的地方，记录天气状况，测试时间，并测试太阳光辐射强度；(2) 改变多晶硅电池板与地平线的夹角，分别测量在0o 、30o 和45o 夹角下，电池的短路电流（I sc ）和空载电压（U oc ）。

(3) 分别在上述夹角下，逐步改变电阻箱的阻值（即负载电阻）R L ，测量不同电阻值下的电池两端的I 和U ，以绘制上述不同条件下的电池外特性曲线。

图1电池外特性测试简图3.户外自然光照下太阳光分布对多晶硅太阳电池阵列板的输出外特性如2所属，测量记录日期、时间和地点；记录太阳电池阵列的结构与几何尺寸，应于估算电池面积；记录天气状况、太阳光当时辐射强度，按照图1所示实验原理图接线。

(1)改变多晶硅电池阵列板与地平线的夹角，分别在0o、30o和45o夹角下，测量电池的短路电流（I sc）和空载电压（U oc），并逐步改变电阻箱的阻值（即负载电阻）R L，测量不同电阻值下的电池两端的I和U，以绘制上述不同条件下的电池外特性曲线。

绪论一实验目的本实验课程的LI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U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；做好预习要求中提岀的其它事项。

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）; •回答每项实验的有关问答题。

太阳能电池伏安特性曲线的测定光信息科学与技术摘要：本文将太阳能电池简化为一二极管与一电流源并联，通过测量其无光照时的伏安曲线以及其一定光照下的短路电流以及开路电压并计算样品的填充因子，了解太阳能电池基本特性。

关键字：太阳能电池 伏安特性曲线 短路电流 开路电压 填充因子引言：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气驱动发电机发电，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。

为此，我们通过对太阳能电池的电学性质进行测量增进我们对太阳能电池的了解。

原理简述：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。

在没有光照时, 可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压U 与通过的电流I 的关系为⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=10nKT qU e I I (1) 其中0I 是二极管的反向饱和电流,n 是理想二极管参数,理论值为1。

K 是玻尔兹曼常量,q 为电子的电荷量,T 为热力学温度。

（可令nKTq=β）由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为V C E E -的半导体所构成。

C E 为半导体导电带，V E 为半导体价电带。

当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸收，并产生电子-空穴对。

电子-空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一现象称为光伏效应。

光电流示意图太阳能电池的基本技术参数除短路电流SC I 和开路电压OC U 外, 还有最大输出功率m ax P 和填充因子FF 。

最大输出功率m ax P 也就是IU 的最大值。

填充因子FF 定义为OCSC U I P FF max=(2)FF 是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。

FF 值越大,说明太阳能电池对光的利用率越高。

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sh R 与一个电阻s R 所组成，如图2所示。

太阳能电池IV特性实验报告一、本太阳能电池基本IV特性实验1.实验目的1.了解太阳能光伏电池的基本特性参数：开路电压、短路电流、峰值电压、峰值电流、峰值功率、填充因子及转换效率2.了解太阳能光伏电池的伏安特性及曲线绘制3.掌握电池特性的测试与计算2.实验设备光伏太阳能电池特性实验箱。

3.实验原理（1）开路电压Uoc开路电压（OpencircuitvoltageVOC），当将太阳能电池的正负极不接负载、使电流i=0时，此时太阳能电池正负极间的电压就是开路电压，开路电压的单位是伏特(V)。

单片太阳能电池的开路电压不随电池片面积的增减而变化，一般为0.5～0.7V。

（2）短路电流Isc短路电流（short-circuitcurrent），当将太阳能电池的正负极短路、使电压u=0时，此时的电流就是电池片的短路电流，短路电流的单位是安培(A)，短路电流随着光强的变化而变化。

（3）峰值电压Um峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。

峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位是v。

峰值电压不随电池片面积的增减而变化，一般为0.45～0.5v，典型值为0.48v。

（4）峰值电流Im峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。

峰值电流是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电流，峰值电流的单位是安培(A)。

（5）峰值功率Pm峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。

峰值功率是指太阳能电池片正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积：Pm=Im×Um。

峰值功率的单位是w(瓦)。

太阳能电池的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和电池片的工作温度，因此太阳能电池的测量要在标准条件下进行，测量标准为欧洲委员会的101号标准，其条件是：辐照度l000W/m2、光谱AMl.5、测试温度25±1℃。

（6）填充因子FF填充因子也叫曲线因子，是指太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值。

光伏组件基本原理实验报告1. 实验目的1 .了解光伏组件的发电原理2. 了解光伏组件的开路电压、短路电流、填充因子、发电效率3. 了解伏安特性曲线、功率曲线4. 通过实验，了解光伏组件的质量差异2.太阳能电池的工作原理1. 太阳能电池的工作原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。

2. 当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。

这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。

N区的电子会扩散至UP 区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。

达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是P—N结。

3.实验仪器和装置光伏组件、万用表、可调电阻、模拟光源、测光照强度仪等4 .实验内容及步骤① 模拟光源模拟出恒定的光照辐射，将光伏板静置于其正下方；② 串联一个万用表调到直流电流档、可调电阻，并联一个万用表于电阻调到电压 档测量电压；③ 从最大向小调节可调电阻，并用测量出的电流和电压计算功率，摸索出最大功 率值，再测出开路电压与短路电流； ④ 用测光照强度仪测量出光照强度； ⑤ 测量光伏组件受光面积； ⑥ 计算填充因子、转换效率。

5 .实验结果分析光伏组件的IU 特性曲线和PU 特性曲线10♦200012015008060402010电压U/V2500 4-r-PU 特性曲线 —-IU 特性曲线I —电流；Isc —短路电流；Im —最佳工作电流；V-电压；Vm —开路电压；Voc —最佳工作电压;Pm —最大功率；由曲线图可分析出：实验结果存在误差但基本趋势正确，测出短路电流、开路电压后，加入2KQ电阻，通过不断的调小电阻发现，最开始电压是以缓慢的速度下降，而电流是以很快的趋势增加，由此可得出前面一段为恒压区。

当到达功率最大值时，即可得出Pm。

实验测定太阳能电池板的伏安特性曲线
李璐⽼师在帮忙焊接电路
2018年8⽉15⽇上午，在顺时针魔⽅俱乐部技术总监李璐⽼师的协助下，微主完成了对太阳能电池板伏安特性曲线的实验测定，取得了初步成果。

在电⼦实验室⾥做实验，与进⼊中学物理实验室做实验的感觉是不⼀样的，看不到那些熟悉的电压表、电流表、滑动变阻器等仪器设备。

在⾯包板上搭建测量电路
我们在⾯包板上搭建了“描绘电源伏安特性曲线”的实验电路，以太阳能电池板为研究对象，⽤电位计作为负载电阻，⽤两个数字万⽤表分别测定电源输出的电压和电流。

⽤螺丝⼑旋转电位计上的旋钮，可以改变负载电阻的阻值，进⽽改变电源输出的电压和电流。

实验场景
把实验测得的数据录⼊电⼦表格，绘制散点图，可以得到太阳能电池板的伏安特性曲线。

纵轴为电压（V）横轴为电流（mA）
实验发现⼀
太阳能电池板的伏安特性曲线为⾮线性曲线，在⼩电流状态下，表现为线性关系；在⼤电流状态下，表现为饱和性。

如果把太阳能电池板作为线性电源使⽤，务必让太阳能电池板⼯作在⼩电流模式下。

实验发现⼆
电源标称参数：⼯作电压为9V ，峰值功率为1W，短路电流为110mA，尺⼨为100*70mm。

实测电压略⼩于标称电压，实测短路电流远⼩于标称值电流，估计是台灯的灯光强度与太阳能电池板所需光强不符所致。