簡述如何測量太陽電池的伏安特性曲線,畫出電路示意圖

1樓:飛天螞蟻

如何測試太陽能電池的iv特性曲線

2樓:德國gmc高美測儀

當然是用光伏專用的iv特性曲線測試儀來測,當然如果有時間也可以自己搭建一個小的測試系統,但是精度難保證,而且需要推算stc功率值的,需要內建演算法進去。

3樓:唯薆豔

太陽能光伏電池實驗講義

一、實驗目的

1、瞭解pn結基本結構與工作原理;

2、瞭解太陽能電池的基本結構,理解工作原理;

3、掌握pn結的伏安特性及伏安特性對溫度的依賴關係;

4、掌握太陽能電池基本特性引數測試原理與方法,瞭解光源波長、溫度等因素對太陽能電池

特性的影響;

5、通過分析pn結、太陽能電池基本特性引數測試資料,進一步熟悉實驗資料分析與處理的方法,分析實驗資料與理論結果間存在差異的原因。

二、實驗原理

1、光生伏特效應

半導體材料是一類特殊的材料,從巨集觀電學性質上說它們導電能力在導體和絕緣體之間,導電能力隨外界環境(如溫度、光照等)發生劇烈的變化。半導體材料具有負的帶電阻溫度係數。從材料結構特點說,這類材料具有半滿導帶、價帶和半滿帶隙,溫度、光照等因素可以使價帶電子躍遷到導帶,改變材料的電學性質。

通常情況下,都需要對半導體材料進行必要的摻雜處理,調整它們的電學特性,以便製作出效能更穩定、靈敏度更高、功耗更低的電子器件。基於半導體材料電子器件的核心結構通常是pn結,pn結簡單說就是p型半導體和n型半導體的基礎區域,太陽能電池本質上就是pn結。

常見的太陽能電池從結構上說是一種淺結深、大面積的pn結。太陽能電池之所以能夠完成光電轉換過程,核心物理效應是光生伏特效應。這種效應是半導體材料的一種通性。

如圖1所示,當特定頻率的光輻照到一塊非均勻半導體上時,由於內建電場的作用,載流子重新分佈導致半導體材料內部產生電動勢。如果構成迴路就會產生電流。這種電流叫做光生電流,這種內建電場引起的光電效應就是光生伏特效應。

非均勻半導體就是指材料內部雜質分佈不均勻的半導體。pn結是典型的一個例子。n型半導體材料和p型半導體材料接觸形成pn結。

pn結根據製備方法、雜質在體內分佈特徵等有不同的分類。製備方法有合金法、擴散法、生長法、離子注入法等等。雜質分佈可能是線性分佈的,也可能是存在突變的,pn結的雜質分佈特徵通常是與製備方法相聯絡的,不同的製備方法導致不同的雜質分佈特徵。

圖1 pn結結構示意圖

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根據半導體基本理論,處於熱平衡態的pn結結構由p區、n區和兩者交界區域構成。為了維持統一的費米能級,p區內空穴向n區擴散,n區內空穴向p區擴散。載流子的定向運動導致原來的電中性條件被破壞,p區積累了帶有負電的不可動電離受主,n區積累了不可能電離施主。

載流子擴散運動的結果導致p區帶負電,n區帶正電,在介面附近區域形成由n區指向p區的內建電場和相應的空間電荷區。顯然,兩者費米能級的不統一是導致電子空穴擴散的原因,電子空穴擴散又導致出現空間電荷區和內建電場。而內建電場的強度取決於空間電荷區的電場強度,內建電場具有阻止擴散運動進一步發生的作用。

當兩者具有統一費米能級後擴散運動和內建電場的作用相等,p區和n區兩端產生一個高度為qvd的勢壘。理想pn結模型下,處於熱平衡的pn結空間電荷區沒有載流子,也沒有載流子的產生與複合作用。

當有入射光垂直入射到pn結,只要pn結結深比較淺,入射光子會透過pn結區域甚至能深入半導體內部。如圖2所示,如果入射光子能量滿足關係heg(eg為半導體材料的禁頻寬度),那麼這些光子會被材料本徵吸收,在pn結中產生電子空穴對。光照條件下材料體內產生電子空穴對是典型的非平衡載流子光注入作用。

光生載流子對p區空穴和n區電子這樣的多數載流子的濃度影響是很小的,可以忽略不計。但是對少數載流子將產生顯著影響,如p區電子和n區空穴。在均勻半導體中光照射下也會產生電子空穴對,它們很快又會通過各種複合機制複合。

在pn結中情況有所不同,主要原因是存在內建電場。內建電場的驅動下p區光生少子電子向n區運動,n區光生少子空穴向p區運動。這種作用有兩方面的體現,第一是光生少子在內建電場驅動下定向運動產生電流,這就是光生電流,它由電子電流和空穴電流組成,方向都是由n區指向p區,與內建電場方向一致;第二,光生少子的定向運動與擴散運動方向相反,減弱了擴散運動的強度,pn結勢壘高度降低,甚至會完全消失。

巨集觀的效果是在pn結兩端產生電動勢,也就是光生電動勢。

圖2 光輻照下的pn結

光輻照pn結會使得pn結勢壘高度降低甚至消失,這個作用完全等價於在pn結兩端施加正向電壓。這種情況下的pn結就是一個光電池。開路下pn結兩端的電壓叫做開路電壓voc,閉路下這種pn結等價於一個電源,對應的電流isc稱為閉路電流。

光生伏特效應就是光能轉化為電能的過程,開路電壓和閉路電流是兩個基本的引數。

2、太陽能電池無光照情況下的電流、電壓關係-(暗特性)

太陽能電池是依據光生伏特效應把太陽能或者光能轉化為電能的半導體器件。如果沒有光照,太陽能電池等價於一個pn結。通常把無光照情況下太陽能電池的電流電壓特性叫做暗特性。

近似地,可以把無光照情況下的太陽能電池等價於一個理想p

4樓:逄新柔房鷗

以下是引數,

■可模擬太陽能電池板輸出特性(i-v

p-v曲線);

■可儲存不同光照和溫度下的i-v曲線1000條,每一條有128個點,點的分佈具有智慧化(最大功率點附近密,兩邊稀),

■具有恆功率模式,可單獨設定最大電壓、電流以及功率;

■具有恆阻模式,可對內阻進行設定;

■準確的電壓和電流測量讓你省下額外的測量儀器;

■穩壓精度高、紋波電壓低;

■可快速儲存9組資料,每組可記憶電壓值、電流值,功率值,可快速方便呼叫;

■具有過壓、過流、過溫、短路保護功能;其中過壓保護界限和過流保護界限在0-110%的額定電壓和0-110%的額定電流是可任意設定的。

■電壓、電流、時間設定,數字式按鍵輸入,精確度高;

■本機一次可執行30組不同電壓、電流、功率值設定,

並可作連續作999999次迴圈測試;

■具有rs232c通訊介面(rs485,gpib為可選),指令執行時間小於10ms。

■模擬i-v曲線

■模擬各個時間段i-v曲線,更好的測試光伏逆變器動態m***功能。

簡述如何測量太陽電池的伏安特性曲線,畫出電路示意圖

太陽電池光電轉換效率一般是多少

如何設計實驗測量二極體的伏安特性

為什麼太陽能電池板的伏安特性曲線呈現那樣的變化

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