I. Общ преглед

Слънчевата енергия е нов вид енергия и пълното използване на слънчевата енергия може да отговори на нарастващите енергийни нужди на човечеството. В момента използването на слънчева енергия се фокусира основно върху топлинната и фотоволтаичната енергия. В момента има два метода за производство на слънчева енергия, първият е използването на топлинна енергия за производство на електроенергия от парни генератори, а вторият - от слънчеви клетки. Използването на слънчевата енергия и изследването на характеристиките на слънчевите клетки са горещи теми през 21-ви век, като много развити страни инвестират много човешки и материални ресурси в изследвания на слънчевите рецептори. Експериментът описва електрическите и оптичните свойства на слънчевите клетки и измерва двете свойства.

Технически показатели
Този тест използва професионален източник на светлина, който симулира слънчевата светлина в лабораторията, като четири слънчеви панела са монтирани на плъзгащи се релси. Измерването на светлинната мощност чрез слънчев радиометър измерва волтантността и ефективността на преобразуването на слънчевите клетки.
Конкретни технически показатели:
Слънчев аналогов източник на светлина: променлив ток 220V / 150W;
2. слънчеви клетки: поликристален силиций 60mm × 60mm × 0.3W × 4 таблетки;
3. напрежение на всяко отворено кръг: 3.78V, ток на късо съединение 80mA;
Постоянно регулирано захранване: 0 ~ 2.5V непрекъснато регулируемо;
Сензор за слънчево излъчване: тестова мощност: 0 ~ 2000W / m2 спектърен диапазон: 320nm ~ 1100nm точност по-малко от 5%, може да се измери под аналогов източник на светлина и да се измери стойността на слънчевата радиация на открито слънце, така че учениците да овладеят по-добре ефективността на слънчевата радиация.
Дигитален напрежениеметър за постоянно ток: 0 ~ 20V, трицифрен полуцифрен индикатор, точност ± 0,5%;
Дигитален токометър: 0-200mA, точност: ± 0,5%;
съпротивление на натоварване: 0-9999Ω;
9. Светлината е изцяло от неръждаема стомана, а домакинът е алуминиева и златна конструкция, която е лесна за пренос.

III. Експериментални проекти
Изпитване на волтантните характеристики на слънчевите клетки при отсъствие на светлина;
2, тестване на връзката между отвореното напрежение на слънчевите клетки, тока на късо съединение и интензивността на светлината;
Тест на характеристиките на натоварването на слънчевите клетки и ефективността на преобразуването;
4, серия от слънчеви клетки, паралелни експерименти;
Измерване на слънчевата радиация на открито.

IV. Експериментален принцип
Основната структура на слънчевите клетки е PN възел. Отношението между тока и напрежението на идеалния PN възел се дава от формулата (1)

В формулата I0 е обратно наситено ток при отсъствие на светлина, U е напрежението на възела, e е електронният заряд, k е константата на Болцман, T е термодинамичната температура, която може да бъде наредена. Когато светлината излъчва върху PN възел на повърхността на слънчевата клетка, докато енергията на входящия фотон е по-голяма от забранената ширина на лентата на полупроводниковия материал, фотоните ще бъдат абсорбирани от слънчевата клетка и ще създадат двойка електрон-дупка. Нетният ток I от слънчевата клетка е разликата между фотобиозичния ток IPh и тока ID на диода, нетният ток I се дава от следната формула:

Когато изходният край на слънчевата клетка е къс, т.е. U = 0, токът от късо съединение ISC = IPh може да бъде получен от типа (2); Когато изходният край на слънчевата клетка е отворен, т.е. I = 0, напрежението UOC може да бъде натиснато. При нормална работа IPh е няколко реда по-висок от I0, така че 1 от скобите (2) може да бъде игнориран.
Когато слънчевата клетка се свързва с съпротивлението на натоварването, изходното напрежение и токът на слънчевата клетка се променят с промяната на съпротивлението на натоварването, когато съпротивлението на натоварването R е на определена стойност, изходната мощност на слънчевата клетка е максимална, т.е. максималната изходна мощност, настройте съответното напрежение на Um, токът е Im, има Pm = Im * Um. Факторът за пълнене се определя като

Това е важен параметър за добрата производителност на слънчевите клетки. Колкото по-голяма е стойността в определено състояние, това означава, че слънчевите клетки използват по-високо количество светлина при съпротивление на натоварване.