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课程名称大学物理实验实验项目
专业班级姓名学号
指导教师成绩日期200年月日
一、实验目的
,太阳能电池主要结构为一个二极管,测量该二极管在正向偏压时的伏安特性曲线,并求得电压和电
流关系的经验公式。
,作出伏安特性曲线图,从图中求得它的短路电流(I)、开路电压
SC
(U)、最大输出功率P及填充因子FF,[FFP/(IU)]。填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个
OCmmSCOC
重要参数。
二、实验器材
光具座及滑块座、具有引出接线的盒装太阳能电池、数字万用表1只(用户自备)、电阻箱1只(用户自备)、白炽灯
光源1只(射灯结构,功率40W)、光功率计(带3V直流稳压电源)、导线若干、遮光罩1个、单刀双掷开关1个。
三、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,当U较大时,eU1,其正向偏压与通过电流的关系式近
似为:
IIeU,I、是常数。
o0
两边取对数得
lnIUlnI
0
由半导体理论,二极管主要是由能隙为EE的半导体构成。E为半导体导电带,E为半导体价电带。当入
CVCV
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。
四、实验步骤
(全黑)的条件下,测量太阳能电池施加正向偏压时的I~U特性,用实验测得的正向偏压时I~U关
系数据,画出I~U曲线并求得常数和I的值。
0
,用白色光源照射,测量太阳能电池一些特性。注意此时光源到太阳能电池距离保持为20cm。
(1)画出测量实验线路图。
(2)测量太阳能电池在不同负载电阻下,I对U变化关系,画出I~U曲线图。
(3)用外推法求短路电流I和开路电压U。
SCOC
(4)求太阳能电池的最大输出功率及最大输出功率时负载电阻。
(5)计算填充因子[FFP/(IU)]。
mSCOC
五、实验数据和数据处理
(全黑)的条件下,测量太阳能电池施加正向偏压时的I~U特性。
表1全暗情况下太阳能电池在外加偏压时伏安特性数据记录
R(k)U(V)U(mV)I(A)lnI
12
V1,ImA,相关系数r,电流与电压的指数关系得到验证。
0
,用白色光源照射,测量太阳能电池一些特性。
表2恒定光照下太阳能电池在不加偏压时伏安特性数据记录
R()U(V)I(mA)P(mW)R()U(V)I(mA)P(mW)
11
2004400
3004600
4004800
6005000
8005500
10006000
12006500
14007000
16007500
18008000
20008500
22009000
240010000
260020000
280030000
300040000
320050000
340060000
360070000
380080000
400090000
4200
用外推法求得短路电流I=,开路电压U=。
SCOC
太阳能电池的最大输出功率P,最大输出功率时负载电阻R。
mL
填充因子[FFP/(IU)]==。
mSCOC

V1,ImA,
0
短路电流I=,开路电压U=。
SCOC
填充因子[FFP/(IU)]=。
mSCOC
(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等)

实验报告内容:(仪器名称、型号、参数、编号)(原理文字叙述
和公式、原理图)、(实验结果的误差来
源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等)