I. Gambaran keseluruhan

Tenaga solar adalah jenis tenaga baru dan penggunaan penuh tenaga solar boleh menyelesaikan masalah keperluan tenaga manusia yang semakin meningkat. Pada masa ini, penggunaan tenaga solar terutamanya memberi tumpuan kepada kedua-dua aspek tenaga haba dan penjanaan tenaga fotovoltaik. Terdapat dua cara untuk menjana tenaga solar, satu adalah menggunakan tenaga haba untuk menghasilkan penjana pemacu wap dan kedua adalah sel solar. Penggunaan tenaga solar dan penyelidikan ciri-ciri sel solar adalah topik panas abad ke-21, dan banyak negara maju melaburkan banyak tenaga manusia dan material untuk penyelidikan penerima tenaga solar. Eksperimen ini memperkenalkan sifat-sifat elektrik dan optik sel solar dan mengukur kedua-dua sifat.

2. penunjuk teknikal
Penguji ini menggunakan sumber cahaya profesional untuk mensimulasikan cahaya matahari di makmal, dengan empat panel solar dipasang pada rel geser. Kuasa cahaya yang diukur melalui radiometer solar boleh mengukur voltan dan kecekapan penukaran sel solar.
Penunjuk teknikal tertentu:
Sumber cahaya analog matahari: AC 220V / 150W;
2. sel solar: silikon polikristal 60mm × 60mm × 0.3W × 4 keping;
3. voltan litar terbuka setiap: 3.78V, litar pendek arus 80mA;
Bekalan kuasa DC: 0 ~ 2.5V boleh laras secara berterusan;
Sensor radiasi matahari: kuasa ujian: 0 ~ 2000W / m2 julat spektrum: ketepatan 320nm ~ 1100nm kurang daripada 5%, boleh diukur di bawah sumber cahaya analog dan boleh mengukur nilai radiasi matahari di bawah matahari luaran, supaya pelajar lebih memahami kecekapan radiasi matahari.
6. DC meter voltan digital: 0 ~ 20V, tiga digit setengah menunjukkan, ketepatan ± 0.5%;
Mesur arus digital DC: 0 ~ 200mA, ketepatan: ± 0.5%;
8. rintangan beban: 0 ~ 9999Ω;
9. sokongan sumber cahaya adalah semua bahan keluli tahan karat, tuan rumah adalah struktur aluminium dan emas, mudah dibawa.

3. projek eksperimen
1, ujian voltan sel solar apabila tiada cahaya;
Ujian hubungan voltan litar terbuka sel solar, arus litar pendek dan kekuatan cahaya;
Ciri-ciri beban sel solar dan ujian kecekapan penukaran;
4, siri sel solar, eksperimen selari;
Kaedah pengukuran radiasi matahari di luar.

4. prinsip eksperimen
Struktur utama sel solar ialah simpul PN. Hubungan arus dan voltan untuk simpul PN yang ideal diberikan oleh formula berikut (1)

Dalam formula, I0 adalah arus tepu terbalik apabila tiada cahaya, U adalah voltan pada simpul, e adalah caj elektronik, k adalah konstanta Boltzmann, T menunjukkan suhu termodinamik, boleh diperintahkan. Apabila cahaya dipancarkan pada simpul PN permukaan sel solar, selagi tenaga foton masuk lebih besar daripada lebar jalur larangan bahan semikonduktor, foton akan diserap oleh sel solar dan menghasilkan pasangan elektron-lubang kosong. Sekarang bersih output sel solar I adalah perbezaan antara semasa fotobiologi IPh dan ID semasa diod, semasa bersih I diberikan oleh formula berikut

Apabila litar pendek output sel solar, iaitu U = 0, oleh (2) jenis boleh mendapatkan arus litar pendek ISC = IPh; Apabila hujung output sel solar dibuka, iaitu I = 0, voltan litar terbuka UOC boleh didorong. Apabila beroperasi dengan normal, IPh adalah beberapa gred kuantiti lebih tinggi daripada I0, jadi 1 dalam kurung (2) boleh diabaikan.
Apabila sel solar menyambung rintangan beban selepas, voltan output dan semasa sel solar berubah dengan perubahan rintangan beban, apabila rintangan beban R pada nilai tertentu, kuasa output sel solar adalah maksimum, iaitu kuasa output maksimum, menetapkan voltan yang sepadan dengan Um, semasa adalah Im, Pm = Im * Um. Faktor pengisian ditakrifkan sebagai

Ia merupakan parameter penting yang mewakili prestasi sel solar yang baik dan buruk. Semakin besar nilai dalam keadaan tertentu, semakin tinggi penggunaan cahaya sel solar dalam keadaan rintangan beban yang sepatutnya.