太阳能电池伏安特性曲线的测定(终搞)

实验一太阳能电池的特性曲线测定
【实验目的】
测定太阳能电池的电流—电压特性及其功率曲线。

【实验原理】
太阳能电池模块的性能不仅与电池本身的特性有关，同时也和回路中的负载有关。

通过实验可以测定最大功率点，及MPP点，在此位置可以获得太阳能电池模块的最大输出功率。

测试电路如下：
【实验仪器】
太阳能电池模块1个，光源1个，电阻箱1个，电压、电流传感器各1个，
750型数据转换器1台，微型计算机1台。

【操作程序和数据】
如图连接电路。

将电压传感器和电流传感器与转换器连接并打开电源。

打开光源使灯光直射到太阳能电池板上。

等待一分钟以避免由于温度起伏引起的误差。

然后从开路状态（R=∞）开始测量电流—电压曲线，之后逐渐减小电阻，对每一个阻值记录相应得电压和
电流。

为了得到有代表性的结果，每一对数据测量的时间持续20秒左右。

【数据记录及数据处理】
根据记录的数据画出电流—电压曲线和电流—功率曲线。

【注意事项】
1．光源距离太阳能电池板的距离不宜太近，以免损坏太阳能电池。

2．实验过程中要注意观察回路中的输出电流，最大电流不能超过1.5A，以免损坏电流传感器。

1。

太阳能利用技术综合实验报告
【实验题目】实验一太阳能电池伏安特性测试实验
班级姓名学号
上课日期2023年月日教室千佛山校区热力楼（）任课教师签字：最终成绩：
【实验目的】
1.掌握太阳能电池的光电转换原理及应用
2.测量太阳能电池的开路电压和短路电流
3.测量太阳能电池的伏安特性曲线并计算太阳能电池效率
【实验原理】
1.简述太阳能电池的工作原理。

2.什么是太阳能电池的开路电压、短路电流和转换效率？
【实验仪器】GES-100太阳能电池实验器。

2.2 电池板串联开路电压和短路电流。

辐照度W/m2。

太阳能电池
SC1 串联太阳能电池
SC1+SC2
串联太阳能电池
SC1+SC2+SC3
串联太阳能电池
SC1+SC2+SC3+SC4
开路电压
[mV]
短路电流
[mA]
2.3 电池板并联开路电压和短路电流。

辐照度W/m2。

太阳能电池
SC1 并联太阳能电池
SC1+SC2
并联太阳能电池
SC1+SC2+SC3
并联太阳能电池
SC1+SC2+SC3+SC4
开路电压
[mV]
短路电流
[mA]
3.太阳能电池伏安特性曲线及太阳能电池效率
3.1 电流-电压-功率测量
电流
[mA]
Min Max 电压
[mV]
功率
[mW]
3.2绘制伏安特性曲线
（示例图）。

实验 17太阳能电池伏安特性的测量太阳能电池也称光伏电池，是将太阳辐射能直接转换为电能的半导体器件。

它是太阳能发电系统的心脏。

它具有不消耗常规能源、寿命长、维护简单、使用方便、无噪音、无污染等优点。

太阳能电池已作为空间探索的基本电源和地面无电、少电地区及某些特殊领域（通信设备，气象台站，航标灯的重要电源。

目前，太阳电池已广泛用于收音机、计算机、交通信号等方面。

在发达国家太阳能光伏发电已进入城市电网。

太阳能光伏发电有望成为21世纪的重要能源，在世界能源构成中占有一定的地位。

实验目的1.了解太阳能电池的工作原理及基本结构。

2.测量太阳能电池的伏安特性曲线。

实验原理1.太阳能电池的结构硅光电池按衬底材料的不同可分为2DR 和 2CR 型。

图 1 为 2DR 型结构示意图。

它是以 P 型硅为衬底（厚约 500μ m），在其上面用扩散法制作一层厚约0.3μ m 的 N 型层，并将它作为受光面。

在N 型层上制作金属栅线，作为输出电极，目的是减小光电池的内阻。

在整个背面制作金属膜背电极。

在光敏面上涂一层极薄的二氧化硅透明膜，它既可以起到防潮，防尘等保护作用，又可以减小硅光电池表面对入射光的反射，增强对入射光的吸收。

2CR 型电池图 1硅太阳能电池结构示意图则是以 N 型硅为衬底制作的。

2.PN 结的内建电场在 P 型（或 N 型）半导体衬底上，用扩散方法形成一层 N 型(或 P 型）层。

在 P区（空穴导电）和 N 区（电子导电）交界处，由于两边电子和空穴浓度不同，P 区的空穴向 N 区扩散， N 区的电子向 P 区扩散。

于是，在P 区形成负电层， N 区形成正电层，如图 2 所示。

这两个带电层形成图 2 载流子扩散形成内电场一个内电场，它反过来又阻挡上述扩散，直到扩散作用与阻挡作用达到一种动态平衡。

一般所说PN 结就是指这层阻挡层。

如果在 PN 结两端外加正向电压（P 区接正， N 区接负），如图 3（ a）所示。

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。

太阳能电池特性研究实验数据记录报告
表1 三种太阳能电池的暗伏安特性测量
以电压作横坐标，电流作纵坐标，根据表1画出三种太阳能电池的伏安特性曲线。

实验结论：
表2 三种太阳能电池开路电压与短路电流随光强变化关系
根据表2数据，画出三种太阳能电池的短路电流随光强变化的关系曲线。

实验结论：
指导教师：（签字）
2014年月日
表3 三种太阳能电池输出特性实验 D=20cm 光强I= W/m2S=2.5×10-3m2Pin=I×S= mW
根据表3数据作3种太阳能电池的输出伏安特性曲线及功率曲线。

找出最大功率点，对应的电阻值即为最佳匹配负载。

根据表3数据和图4可以得出三种太阳能电池的最佳匹配负载分别为：
单晶硅：Ω，多晶硅：Ω，非晶硅：Ω
根据表3中数据计算三种太阳能电池的填充因子：
表4 三种太阳能电池的填充因子
计算转换效率：
表5 三种太阳能电池的转换效率表
实验结论：。

指导教师：（签字） 2014年月日。

太阳能电池伏安特性研究实验报告太阳能电池伏安特性研究实验报告一、引言太阳能电池是一种将太阳能转换为电能的装置，其工作原理基于光电效应。

随着全球对可再生能源的需求不断增加，太阳能电池作为一种环保、可再生的能源技术备受关注。

本实验旨在研究太阳能电池的伏安特性，以了解其工作原理和性能。

二、实验方法1. 实验仪器和材料本实验使用的仪器和材料包括太阳能电池板、直流电源、电压表、电流表和电阻箱等。

2. 实验步骤（1）将太阳能电池板与直流电源连接，调节电压为一定值。

（2）通过电压表和电流表测量太阳能电池板的电压和电流。

（3）改变直流电源的电压，重复步骤（2），记录数据。

（4）根据测量的电压和电流数据绘制伏安特性曲线。

三、实验结果与讨论通过实验测量得到的伏安特性曲线如下图所示：[插入伏安特性曲线图]从伏安特性曲线中可以观察到以下几点：1. 开路电压（Voc）：在伏安特性曲线上，当电流为零时对应的电压即为开路电压。

实验结果显示，太阳能电池板的开路电压约为0.6V。

2. 短路电流（Isc）：在伏安特性曲线上，当电压为零时对应的电流即为短路电流。

实验结果显示，太阳能电池板的短路电流约为3A。

3. 峰值功率点：伏安特性曲线上的峰值功率点是太阳能电池的最佳工作点，对应的电压和电流分别为Vm和Im。

实验结果显示，太阳能电池板的峰值功率点约为2W。

通过对伏安特性曲线的分析，可以得出以下结论：1. 太阳能电池板的输出功率与其电压和电流的乘积有关，即P = V * I。

为了获得最大的输出功率，需要在峰值功率点（Vm，Im）工作。

2. 开路电压和短路电流是太阳能电池板的基本特性参数，可以用来评估其性能。

3. 太阳能电池板的伏安特性曲线可以用来描述其输出功率随电压和电流变化的关系，为优化太阳能电池的设计和使用提供了依据。

四、结论本实验通过测量太阳能电池板的伏安特性曲线，研究了其基本特性和工作原理。

实验结果显示，太阳能电池板的开路电压约为0.6V，短路电流约为3A，峰值功率点约为2W。

太阳能电池伏安特性的测量.doc一、实验目的：1、了解太阳能电池的基本原理；3、通过实验测量太阳能电池的伏安特性曲线并进行分析。

二、实验原理：太阳能电池是将太阳能转化为电能的一种太阳能利用设备。

在太阳光的作用下，太阳能电池发生光生效应并产生电能，太阳能电池的输出电压与输出电流之间的关系称为太阳能电池的伏安特性曲线。

太阳能电池伏安特性曲线是太阳能电池输出电压与输出电流之间的关系图，通常使用交流伏特表和直流安培表来测量电池的电压和电流，以得到不同载荷时太阳能电池的电压- 电流关系曲线，该曲线的形状可通过实验来确定太阳能电池的工作状态。

太阳能电池伏安特性曲线示意图如下：在光强恒定的情况下，不同载荷的电阻大小对太阳能电池的输出电压和输出电流有影响，当载荷电阻阻值为零时，太阳能电池的输出电压为零，输出电流为短路电流。

当载荷电阻阻值无限大时，太阳能电池的输出电流为零，输出电压为开路电压。

中间某一电阻值时，太阳能电池输出电压和输出电流都达到最大值，称为最大功率点。

太阳能电池的工作状态由其伏安特性曲线决定，因为太阳能电池的特性曲线与气象条件和太阳高度角等因素有关，所以该曲线不是一个绝对的，而是在特定环境下测得的。

三、实验器材：太阳能电池板、交流伏特表、直流安培表、科学实验箱、万用表等。

四、实验步骤：1、实验前准备工作（1）检查实验仪器和仪表是否完好无损;（2）检查太阳能电池板是否损坏或污染;（3）将太阳能电池板放置在日光下，等待电池稳定工作。

2、连接测量仪器（1）使用黑色测量线和交流伏特表进行电池板的电压测量，即将黑色电缆线接在电池板的黑色负极上，将交流伏特表的“V/Ω/A”旋钮调整到位置，并将红色电缆线接到电池板的红色正极上。

3、测量电池板不同电压下的电流（1）将科学实验箱内的电阻器，通过万用表测量其阻值，确认电阻值后进行调整。

（2）将电阻器输出端与太阳能电池板相连接后，将交流伏特表调整至“V”档，读取太阳能电池板在该电阻下的输出电压。