文档介绍：太阳能电池特性实验仪
能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题。本世纪初进行的世界能源
储量调查显示，全球剩余煤炭只能维持约216年，石油只能维持45年，天然气只能维持61年，
用于核发电的铀也只能维持71年穴。当两种半导体结合在一起形成 P-N 结时，N
图 1 半导体 P-N 结示意图
区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正
电）向 N 区扩散，在 P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的
反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过 P-N 结的净电流为零。在空间电荷区
内，P 区的空穴被来自 N 区的电子复合，N 区的电子被来自 P 区的空穴复合，使该区内几
乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。
当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴
分别被势垒电场推向 N 区和 P 区，使 N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正
电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将 P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电
能。
在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，
得到输出伏安特性，如图 2 实线所示。
负载电阻为零时测得的最大电流称为短路电流。
ISC
负载断开时测得的最大电压称为开路电压。
VOC
太阳能电池的输出功率为输出电压与输
输出电流 I P
出电流的乘积。同样的电池及光照条件，负载电 max
（输出功率）
阻大小不一样时，输出的功率是不一样的。若以
I
输出电压为横坐标，输出功率为纵坐标，绘出的 SC
P-V 曲线如图 2 点划线所示。
输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大
输出功率 P 。
max
填充因子定义为：
V 输出电压