文档介绍：太阳能电池特性研究实验论文
而下降，更小的离网系统不太可能出现类似的成本降低，这部分是由于电池的价格仍然很高。电池可能占一个离网太阳能系统成本的至多40%。而且替换电池还有额外的费用，因为电池的寿命不太可能和太阳能板一样长。电器的效率也对离网太阳能系统的供电成本有巨大的影响。例如，一位有把PV系统引入发展中国家的经验的德国工程师估计，如果一个村庄能分别安装节能灯和新型的冰箱和电脑，
太阳能电池的制作材料多种多样，，但目前在全球占据主导地位的主要是硅材料太阳能电池，因此本文中主要以硅材料太阳能电池为代表来讨论太阳能电池的工作原理。
晶体硅太阳能电池的结构如图2-1所示，晶体硅太阳能电池是用硅材料制成大面积pn结进行工作的，一般是以P型硅半导体材料作为基质材料，在P型硅表面扩散出一层很薄的经过重掺杂的n型层，然后在n型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极，在整个背面制作作为背面接触电极的金属膜。太阳能电池的表面一般会做绒面处理或覆盖减反射膜以减少光的反射损失。当太阳能电池表面的pn结受到太阳光的照射时，如果入射光子的能量高于硅材料的禁带宽度，则在n区、P区和结区中会因光子被吸收而产生电子空穴对，在结附近的n区中产生的少数载流子会因为存在浓度梯度而扩散。如果少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，就会有扩散到结界面处的几率。在结区即P区与n区交界面的两侧存在一个被称为耗尽层的空间电荷区。在耗尽层内的正负电荷间会形成一个方向由n区指向P区的内建电场。
扩散到结界面处的少数载流子空穴会被内建电场拉向P区，而扩散到结界面处的少数载流子电子会被内建电场拉向n区，结区内产生的电子一空穴对会被内建电场分别拉向n区和P区。在外电路处于开路状态的情况下，这些光生电子和空穴会积累在pn结附近，结果使P区获得附加正电荷，n区获得附加负电荷，在pn结上就会产生光生电动势。这一现象称为光生伏打效应，也称光伏效应，太阳能电池就是根据光伏效应工作的。
太阳能电池将太阳光能转换为电能是依赖自然光中的的量子--光子．而每个光子所携带的能量为Eph:
Eph(λ)=
式中：h表示普朗克常数（*10^-）,c表示光速（3*10^8m/s）, λ表示光子波长。
在不同的光谱中光子所携带的能量不―样，当光子所携带的能量若大于能隙，便可以由转换为电能，若光子所携带得能量小于能隙时，光子没有足够的能量来形成电子空穴对，不会产生任何的电流，因此并非所有光子都能顺利地由太阳能电池将光能转换为电能。电池的能隙由电池材料决定（对于晶体硅，），一般太阳能电池的转换效率在20％左右。
1．硅太阳能电池的暗伏安特性测量
暗伏安特性是指无光照射时，流经太阳能电池的电流与外加电压之间的关系。
图6 伏安特性测量接线原理图
用遮光罩罩住太阳能电池。测试原理图如图6所示。将待测的太阳能电池接到测试仪上的“电压输出”接口，电阻箱调至50Ω后串连进电路起保护作用，用电压表测量太阳能电池两端电压，电流表测量
回路中的电流。将电压源调到0V，然后逐渐增大输出电压，。记录到表1中。 将电压输入调到0V。然后将“电压输出”接口的两根连线互换，即给太阳能电池加上反向的电压。逐渐增大反向电压，记录电流随电压变换的数据于表1中。
电压(V)
表1 三种太阳能电池的暗伏安特性测量
电流(mA)
单晶硅
多晶硅
非晶硅
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-6
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