太阳能电池的串并联

华东理工大学物理实验报告设计测试班级: 姓名: : 同事: 日期: 成绩: 1.实验主题是研究太阳能电池的串并联方法，并建立联系在输出功率和负载电阻之间. 数字. 2.实验目的1.学习并掌握太阳能电池的串并联连接方法. 2.测量并绘制太阳能电池输出功率和负载电阻之间关系的图表. 3.实验仪器THQTN-1太阳能电池特性测试仪器，白炽灯. 4.实验原理和1.太阳能电池的结构晶体硅太阳能电池使用硅半导体材料使大面积PN结工作. 通常，使用homo P同质结结构在N型层上制造金属栅线作为前接触电极. 还在整个背面上制成金属膜作为背面上的欧姆接触电极. 以此方式，形成晶体硅太阳能电池. 为了减少光的反射损失，通常在整个表面上覆盖一层防反射膜. 2.光伏效应. 当光照射到非常靠近太阳能电池表面的PN结时，只要入射光子的能量大于半导体材料the的带隙，P，N和结区中的光子将为吸收产生电子空的点对. 在P区和N区之间的界面（交界区）的两侧都有一个空间电荷区. 在该电荷区中，在正电荷和负电荷之间形成电场. 电场的方向是从N区到P区. 该电场称为内置电场.

扩散到结界面的少数载流子（空穴）在内置电场的作用下被拉至P区. 类似地，如果在结附近的P区中生成的少数载流子（电子）扩散到结界面，它们也将通过内置电场迅速被吸引到N区. 在结区域中产生的电子-空穴对在内置电场的作用下移动到N区域和P区域. 如果外部电路处于开路状态，这些光生电子和空穴将积聚在PN结附近，从而使P区域获得额外的正电荷，而N区域获得额外的负电荷，从而在光电二极管上产生光电动势. PN结. 这种现象称为光伏效应（Photovoltaic Effect，缩写为PV）. 3.太阳能电池的表征参数太阳能电池的工作原理基于光伏效应. 当光照射太阳能电池时，它将从N区域到P区域generate产生光生电流. 同时，由于PN结二极管的特性太阳能电池并联电路图，存在一个正向二极管电流，该电流方向从P区域到N区域，与光生电流相反. 因此，我得到的实际电流为: 结点的电压. 是二极管的反向饱和电流； 是与入射光强度成比例的光生电流，其比例系数由太阳能电池的结构和材料的特性决定； n称为理想系数（n的值），是表示PN结特性的参数通常在1和2之间； q是电子费用； k是玻尔兹曼常数； T是温度.

如果忽略了太阳能电池的串联电阻,、太阳能电池并联电路图，即太阳能电池的端电压U，则公式①可以写成as②③③即太阳能电池的短路电流等于光生电流，它与入射光的强度成比例. 太阳能电池的输出端子打开时. 当太阳能电池的输出端子短路时，U = 0（≈0），则可以通过公式②获得短路电流电路，则I = 0，并且可以通过公式获得开路电压②和③④当太阳能电池连接到负载R时，负载伏安特性曲线如下图所示: 负载R可以从零到无穷大. 当负载R =使太阳能电池的输出功率最大时，其相应的最大功率为⑤，其中和为最佳工作电流和最佳工作电压，分别 . 和the乘积与最大功率之比定义为填充系数FF，则 sun电池的重要表征参数，FF越大，输出功率越高. FF取决于入射光强度，材料的禁带宽度，理想系数，串联电阻和并联电阻等. V.可行性分析在测试过程中，白炽灯替代了日光以提供能量. 电池板上有四个小板，相当于四个电源.

在本实验中，四个串联，三个串联与一个并联，两个串联与两个并联，一个串联与三个并联，以及四个并联的四种连接方法是代表性且合理的. 基座上有一个刻度，当移动到一定刻度并保持静止时，电池板放在其上，从而确保测试过程中光强度对数据的影响. 通过调节电阻箱的电阻值，电路中的负载的电阻值也不同，从而获得太阳能电池的输出功率与负载电阻的变化之间的关系图，从而达到实验目的. 电阻箱的电阻值从高调到低，也起到保护电路的作用. 连接电路时，可以根据仪器的位置选择不同长度的电线. 实验思路: 想象一下不同的串联和并联方法，设计一种测量太阳能电池输出功率的方法，通过调节电阻箱的电阻来获取电流数据，并绘制太阳能电池输出功率与负载电阻之间关系的图表. 综上所述，本实验思路简单，操作相对方便，具有很强的可行性. 6.实验内容和步骤连接电路图，如上图A所示. ii. 当不施加任何偏压时，请使用白光源照亮并测量太阳能电池的某些特性. 注意，光源和太阳能电池之间的距离保持在30cm. iii. 调整变阻器盒，使其从9000Ω减小，读取电流表和电压表的读数并记录下来. iv. 分别连接B，C，D和E的电路图，并重复上述内容.

v. 分别画出输出功率P和负载R之间的关系图. （五种类型）7.实验数据和数据处理结果1.实验数据记录了太阳能电池的输出功率与负载电阻之间的关系. ABCDE电阻R（Ω）9000电流（A）电压（V）功率（W）额定电流（A）电压（V）功（W）额定电流（A ）电压（V）功（W）额定电流（A）电压（V）功（W）额定电流（A）电压（V）功率（W ）率8000700060005000400030002500200015001000500 250 2.通过对以上数据的分析，绘制了太阳能电池的输出功率与负载电阻变化之间的关系图，并说明了哪些因素会影响实验结果导致误差. 注意: 1.在实验期间，请避免白炽灯照射太阳能电池. 2.连接电路时，请关闭电源开关. 3.在实验过程中，入射光的电压，电流和强度会跳几句话，这是正常现象. 2014. 12. 01

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