| 产品用途：太阳能电池特性监测 | 名称：太阳能电池特性测试仪 |
TRM-JX7太阳能电池特性测试仪
(教学实验设备)
太阳能是一种新型能源，对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。目前，太阳能的利用主要集中在热能和光伏发电两方面。利用太阳能发电目前有两种方法，一是利用热能产生蒸气驱动发电机发电，二是太阳能电池。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。本实验介绍太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。
技术指标：
本试验仪采用专业光源在实验室模拟太阳光，四块太阳能电池板安装在滑动导轨上。通过太阳辐射计测量光功率，可测量太阳能电池的伏安特性和转换效率。
技术指标:
1.太阳模拟光源：交流220V/150W；
2.太阳能电池：多晶硅60mm×60mm×0.3W×4片；
3.每片开路电压：3.78V，短路电流80mA；
4.直流稳压电源：0～2.5V连续可调；
5.太阳辐射传感器:测试功率:0～2000W 光谱范围:320nm～1100nm 精度小于5%,即可在模拟光源下测量又可在室外太阳下测量太阳辐射值,使学生更好的掌握太阳辐射效率。
6.直流数字电压表：0～20V，三位半数显指示，精度±0.5%；
7.直流数字电流表：0～200mA，精度：±0.5%；
8.负载电阻：0～9999Ω
9.光源支架全部为不锈钢材料,主机为铝和金箱式结构,便于携带。
实验项目：
1、无光照时太阳能电池的伏安特性测试
2、太阳能电池开路电压、短路电流与光强的关系测试
3、太阳能电池负载特性与转换效率测试
4、太阳能电池的串、并联实验
5. 室外的太阳辐射的测量方法实验
【实验目的】
1. 无光照时，测量太阳能电池在外加电压时的伏安特性曲线
2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，
对变化关系，画出曲线图；并测量太阳能电池的短路电流、开路电压、输出功率及填充因子
3. 测量太阳能电池的短路电流与相对光强的关系，求出它们的近似函数关系。
【实验仪器】
光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、太阳辐射计、遮光罩、集成实验测量箱
【实验原理】
太阳能电池的主要结构为PN结。理想PN结的电流和电压关系由下式（1）给出
（1）
式中，I0是无光照时的反向饱和电流，U是结上的电压，e是电子电荷，k是玻尔兹曼常量，T表示热力学温度，可令。当光照射在太阳能电池表面的PN结上时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度，则光子将被太阳能电池吸收而产生电子－空穴对。太阳能电池输出的净电流I是光生电流IPh和两极管电流Id之差，净电流I由下式给出
（2）
当太阳能电池的输出端短路时，即U=0，由(2)式可得到短路电流ISC=IPh；当太阳能电池的输出端开路时，即I=0，可推得开路电压UOC。正常运行时，IPh比I0高几个数量级，因此(2)式括号中的1可以忽略。
当太阳能电池接上负载电阻后，太阳能电池的输出电压和电流随着负载电阻的变化而变化，当负载电阻R在某一值时时，太阳能电池的输出功率为，即输出功率，设此时对应的电压为Um，电流为Im，有Pm=Im*Um。
填充因子定义为
(3)
是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。某状态下值越大，说明太阳能电池在对应该负载电阻情况下对光的利用率越高。
【实验内容及步骤】
1. 在没有光照（全黑）的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的特性（直流偏压从）
【注意事项】
1. 连接电路时，保持太阳能电池无光照条件下，并使电源开关断开；
2. 避免外围光线投射在太阳能电池上而产生光照不确定。
【思考题】
1. 设计电路，利用两节干电池，一个电压表，一个电阻箱来测量太阳能电池在全黑的条件下的伏安特性曲线。
一、两个太阳能电池串联，测量它们的伏安特性曲线，填充因子。
二、两个太阳能电池并联，测量它们的伏安特性曲线，填充因子。
