I. Огляд

Сонячна енергія є новим видом енергії, і повне використання сонячної енергії може вирішити зростаючі потреби людства в енергії. В даний час використання сонячної енергії зосереджено в основному на тепловій та фотоелектричній енергії. В даний час існують два способи використання сонячної енергії, перший - використання теплової енергії для виробництва електроенергії з паровими генераторами, а другий - сонячні елементи. Використання сонячної енергії та вивчення особливостей сонячних елементів є популярною темою 21-го століття, і багато розвинених країн витрачають велику кількість людських і матеріальних сил на дослідження сонячних приймачів. Цей експеримент описує електричні та оптичні властивості сонячних елементів і вимірює обидві властивості.

Технічні показники
Цей тестатор використовує професійне джерело світла, щоб моделювати сонячне світло в лабораторії, чотири сонячні панелі встановлені на розсувній рельсі. Вимірювання потужності світла за допомогою сонячного радіометра дозволяє виміряти вольтантність і ефективність перетворення сонячних елементів.
Конкретні технічні показники:
Сонячне аналогічне джерело світла: 220V / 150W;
Сонячні батареї: полікристальний кремній 60 мм × 60 мм × 0,3 Вт × 4 шматки;
3. напруга кожного відкритого схема: 3,78 В, короткий струм 80 мА;
Постійний регульований напруга живлення: 0 ~ 2.5V безперервно регулюється;
Датчик сонячного випромінювання: випробувальна потужність: 0 ~ 2000 Вт / м2 спектральний діапазон: 320 нм ~ 1100 нм точність менше 5%, можна виміряти під аналоговим джерелом світла і виміряти значення сонячного випромінювання на відкритому сонці, щоб студенти краще розуміли ефективність сонячного випромінювання.
Цифровий лічильник напруги постійного струму: 0-20 В, тризначний показник, точність ± 0,5%;
Цифровий лічильник струму постійного струму: 0-200mA, точність: ± 0,5%;
Опір навантаження: 0-9999Ω;
9. Світлове джерело встановлення повністю з нержавіючої сталі, хост є алюмінієвою та золотою коробкою конструкції, зручно переносити.

III. Експериментальний проект
1. випробування вольтантних характеристик сонячних елементів при відсутності світла;
2, тестування відносин між напругою відкритого схеми сонячних батарей, коротким струмом і інтенсивністю світла;
Випробування характеристик навантаження сонячних батарей та ефективності перетворення;
4, рядки сонячних елементів, паралельні експерименти;
Експерименти з методами вимірювання сонячного випромінювання на відкритому повітрі.

IV. Експериментальний принцип
Основною структурою сонячних елементів є вузли PN. Відношення струму та напруги для ідеального вузла PN дається формулою (1)

У формулі I0 є зворотним насиченим струмом при відсутності світла, U - напруга на вузлі, e - електронний заряд, k - константа Больцмана, T - термодинамічна температура. Коли світло випромінюється на вузлі PN на поверхні сонячної батареї, якщо енергія входячого фотона перевищує заборонену ширину діапазону напівпровідникового матеріалу, то фотон буде поглинатися сонячною батареєю, створюючи електронно-порожню пару. Чистий струм I від виходу сонячних батарей є різницею між фотобіологічним струмом IPh та диодним струмом ID, чистий струм I дається нижче

Коли вихідний кінець сонячної батареї короткий, тобто U = 0, від типу (2) можна отримати короткий струм ISC = IPh; Коли вихідний кінець сонячної батареї відкритий, тобто I = 0, напруга UOC може бути підштовхнута. При нормальній роботі IPh на кілька рівнів вище I0, тому 1 з дубок типу (2) можна ігнорувати.
Коли сонячні батареї підключені до опору навантаження, вихідна напруга і струм сонячних батарей змінюються з зміною опору навантаження, коли опор навантаження R в певному значенні, вихідна потужність сонячних батарей є максимальною, тобто максимальною вихідною потужністю, встановлюючи відповідну напругу Um, струм Im, є Pm = Im * Um. Фактор заповнення визначається як

Це важливий параметр, який показує хорошу продуктивність сонячних елементів. Чим вище значення в певному стані, тим вище використання сонячних елементів світла в умовах опору навантаження.