I. Prezentare generală

Energia solară este o nouă sursă de energie, iar utilizarea deplină a energiei solare poate rezolva nevoile umane în creștere de energie. În prezent, utilizarea energiei solare se concentrează în principal pe energia termică și generarea de energie fotovoltaică. Există în prezent două metode de utilizare a energiei solare, una este utilizarea energiei termice pentru a genera generatori cu aburi și a doua este celulele solare. Utilizarea energiei solare și cercetarea proprietăților celulelor solare sunt subiecte populare în secolul XXI, iar multe țări dezvoltate investesc o cantitate mare de forță umană și materială în cercetarea receptorilor solari. Acest experiment prezintă proprietățile electrice și optice ale celulelor solare și măsoară ambele proprietăți.

Indicatorii tehnici
Acest tester utilizează o sursă de lumină profesională pentru a simula lumina solară în laborator, cu patru panouri solare instalate pe ghiduri glisante. Măsurarea puterii luminii prin radiometru solar permite măsurarea voltantii și eficienței de conversie a celulelor solare.
Indicatori tehnici specifici:
Sursa de lumină analogică solară: AC 220V / 150W;
2. celule solare: siliciu policristalin 60mm x 60mm x 0.3W x 4 plăci;
3. tensiune pentru fiecare bucată de circuit deschis: 3.78V, curent de scurt circuit 80mA;
Alimentație regulată de curent continuu: 0 ~ 2.5V reglabil în continuu;
Senzor de radiații solare: puterea de testare: 0 ~ 2000W / m2 Gama spectrală: 320nm ~ 1100nm Precizie mai mică de 5%, poate fi măsurată sub sursa de lumină analogică și poate fi măsurată valoarea radiației solare în aer liber, astfel încât studenții să înțeleagă mai bine eficiența radiației solare.
Tensiometru digital de curent continuu: 0-20V, indicații de trei cifre și jumătate, precizie ± 0,5%;
Contor de curent digital DC: 0-200mA, precizie: ± 0,5%;
Rezistenţa la încărcare: 0-9999Ω;
9. suportul de sursă de lumină este complet din oțel inoxidabil, gazda este structura de aluminiu și aur, ușor de transportat.

III. Proiecte experimentale
1, testarea caracteristicilor voltante ale celulelor solare fără lumină;
Testarea relației dintre tensiunea de circuit deschis a celulelor solare, curentul de scurt circuit și intensitatea luminii;
Caracteristicile sarcinii celulelor solare și testarea eficienței conversiei;
4, experimente în paralel cu celule solare;
Metode de măsurare a radiaţiei solare în aer liber.

IV. Principiul experimental
Principala structură a celulei solare este nodul PN. Relația curent-tensiune a nodului PN ideal este dată de formula (1)

În formula, I0 este curentul saturat invers în lipsa luminii, U este tensiunea la nod, e este sarcina electrică, k este constanta Boltzmann, T reprezintă temperatura termodinamică. Atunci când lumina este expusă la nodul PN al suprafeței celulei solare, atâta timp cât energia fotonilor care intră este mai mare decât lățimea de bandă interzisă a materialului semiconductor, fotonii vor fi absorbiți de celula solară și vor genera o pereche electron-găură. Curentul net I de ieșire a celulei solare este diferența dintre curentul fotobiologic IPh și curentul diod ID, curentul net I este dat de mai jos

Când terminalul de ieșire al celulei solare este scurtcircuit, adică U = 0, curentul de scurtcircuit ISC = IPh poate fi obținut de tipul (2); Când terminalul de ieșire al celulei solare este deschis, adică I = 0, tensiunea de circuit deschis UOC poate fi împinsă. În funcționare normală, IPh este cu câteva grade de mărime mai mare decât I0, astfel încât 1 din parenteze (2) poate fi ignorat.
Când celulele solare sunt conectate la rezistența de sarcină, tensiunea și curentul de ieșire al celulei solare se schimbă odată cu schimbarea rezistenței de sarcină, atunci când rezistența de sarcină R este la o anumită valoare, puterea de ieșire a celulei solare este cea mai mare, adică puterea maximă de ieșire, setarea tensiunii corespunzătoare este Um, curentul este Im, Pm = Im * Um. Factorul de umplere este definit ca

Este un parametru important care reprezintă performanța superioară a celulelor solare. Cu cât este mai mare valoarea într-o anumită stare, cu atât este mai mare utilizarea luminii de către celulele solare în caz de rezistență la sarcină.