半导体光伏效应实验.docx

实验4 半导体光伏效应实验
本实验以单晶硅太阳能电池为例，通过实验让学生了解太阳能光伏电池的机理，学习和掌握测量短路电流的方法和技巧，以及光电转换的基本参数测量。
一、实验目的
1、初步了解太阳能电池机理
2、测量太阳能电池开路电0
176
178
178
500
223
205
214
20
178
179
178
600
226
207
217
30
181
182
182
700
231
209
222
50
185
184
185
800
233
211
226
100
193
188
191
1000
243
216
230
150
199
192
197
1200
248
218
232
200
205
195
200
1400
251
220
234
250
209
197
203
1600
252
221
235
300
213
199
205
1800
253
222
237
2、短路电流的测量
测量线路图如图6所示。将功能切换开关打到档(注：在开启“DC 0-1V电源”前请先确认旋钮旋转到最小处，以防在瞬间接通时处于较大值，损坏太阳能电池)；调节DC 0-1V电源输出，-（）。
在某一光强下，改变可调电阻R ，使流过检流计（G）的电流为零。此时AB两点之间和AC两点之间的电压应相等,即= 。因而R=,即短路电流
== (r0为微安计内阻，为10KW)
图6 测量短路电流线路图
测量不同红光光强下，短路电流与光强的关系，将数据记入表2，并绘制～ 曲线，说明其关系。
表2
ID
R(KΩ)
Isc (µA)
100
150
200
300
400
500
600
700
800
1000
1200
1400
1600

3、按下式求出太阳能电池的内阻，并绘制~曲线（自拟表格），说明其关系。
4、流过负载电流与负载两端电压关系测量
选择红光光源进行实验。
测量线路如图7所示。为实验仪上标示的取样电阻，为10 KΩ；为电阻箱；将取样电阻（正、负记号端）与（微安表）正、负端对应连接，功能切换开关打到档 。
图8 光电流与负载电阻两端电压关系曲线
太阳能电池在恒定光照下(取约为1000)，测量在不同负载电阻时流过的电流与输出电压= ,将数据记入表3，并绘制~曲线 。
图7 负载特性测量线路图
计算不同负载电阻下输出功率P，即P=，并绘出~曲线 ，说明其关系，确定时的 及填充因子FF 。
表3
+ (KΩ)
ID=
(µA)
(mV) =
P(×W) =
10
15
20
30