【实验目的】
1.了解太阳能电池的基本结构及基本原理;
2.研究太阳能电池的基本特性;
3.太阳能电池的开路电压和短路电流以及它们与入射光强度的关系;
4.太阳能电池的输出伏安特性等。
【实验仪器】
太阳能电池基本特性实验仪、光源、负载电阻箱
【实验原理】
1.太阳能电池的基本结构
太阳能电池用半导体材料制成,多为面结合PN结型,靠PN结的光生伏特效应产生电动势.常见的有太阳能电池和硒光电池。
2.太阳能电池的基本原理
当两种不同类型的半导体结合形成PN结时.由于分界层(PN结)两边存在着载流子浓度的突变,将导致电子从N区向P区和空穴从P区向N区扩散运动,扩散结果将在PN结附近产生空间电荷聚集区,从而形成一个由N区指向P区的内电场.当有光照射到PN结上时,具有固定能量的光子,会激发出电子-空穴对.这样,在电场的作用下,电子被拉向N区,而空穴被拉向P区.结果在P区空穴数目增加而带正电,在N区电子数目增加而带负电,在PN结两端产生了光生电动势,这就是太阳能电池的电动势.若太阳能电池接有负载,电路中就有电流产生.这就是太阳能电池的基本原理。
3.太阳能电池的光电转换效率
太阳能电池在实现光电转换时,并不是所照射在电池表面的光能全被转换为电能。
4.太阳能电池的基本特性
①太阳能电池的开路电压与入射光强度的关系;
②太阳能电池的短路电流与入射光的关系;
③在固定入射光强度下太阳能电池的输出特性;
④太阳能电池在固定入射光强度下的曲线因子(或填充因子)。