1、太陽能電池板伏安特性測試實驗報告學 院：機電工程學院專 業： 電子科學與技術年 級：_09姓 名：吳福川學 號：_0扌旨導教師：劉銀春、實驗目的1、了解并掌握光伏發電的原理2、了解太陽能電池板的開路電壓、短路電流及功率曲線3、了解太陽能電池板的轉換效率4、熟悉太陽能表和太陽能電池測試儀的功能二、實驗內容1、光伏電池的開路電壓與短路電流特性測試2、光伏發電的負載福安特性測試3、最大輸出功率與光照強度的關系測試三、實驗儀器太陽能電池板1套光源1套萬用表2臺光照度計1臺可調電阻2個蓄電池1臺導線若干米尺1條四、實驗原理U與通太陽能電池在沒有光照時其特性可視為一個二極管，在沒有光照時其正向偏壓 過電流

2、I的關系式為：I l°?(eU 1)(1)(1)式中，Io和是常數。Ec為半由半導體理論，二極管主要是由能隙為Ec Ev的半導體構成，如圖1所示。導體導電帶，Ev為半導體價電帶。當入射光子能量大于能隙時，光子會被半導體吸收，生電子和空穴對。電子和空穴對會分別受到二極管之內電場的影響而產生光電流。光子價帶mi電子和亨玄在電場的作用下產氣光電蓿假設太陽能電池的理論模型是由一理想電流源（光照產生光電流的電流源）、一個理想二極管、一個并聯電阻 Rsh與一個電阻Rs所組成，如圖2所示。IdIFdTT圖2太陽能電池的理論模型電路圖圖2中，I ph為太陽能電池在光照時的等效電源輸出電流，Id為光照

3、時通過太陽能電池內部二極管的電流。由基爾霍夫定律得：IRs U （Iph Id I）Rsh 0（ 2）（2）式中，I為太陽能電池的輸出電流，U為輸出電壓。由（1 ）式可得，RU假定Rsh和Rs0，太陽能電池可簡化為圖3所示電路。這里，I IphI dI phI°(eU 1)。在短路時，U0，I phIsc ；而在開路時，10， I sc10 (e Uoc1) 0 ；I(1 訂Iph 爲Id(3)I = Iph Id圖5太陽能電池的簡化電路圖UocI n仏 1( 4)I 0是常數。（4 ）式即為在Rsh 和Rs 0的情況下，太陽能電池的開路電壓Uoc和短路電流I sc的關系式。其中Uo

4、c為開路電壓，Isc為短路電流，而Io、五、實驗操作1、開路電壓和短路電流測試實驗 開路電壓電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。一個基本的帶電源、聯接導 體，負載的電路，如果某處開路，斷開兩點之間的電壓為開路電壓。將電壓表V直接接在太陽能電池組件的正負極，紅表筆接正極，黑表筆接負 極。光源的發光對著太陽能電池組件， 打開光源電源，等光源發光亮度穩定后開 始測量。用照度計測量照射在太陽能電池組件表面的光照度。改變光源和太陽能電池 組件之間的距離，測量不同光照強度下太陽能電池組件的輸出電壓，填入下表：光照度（Lx）54403328242219光生電壓（V）根據所測得的數據畫折線圖如下

5、圖所示:依圖可得，隨著光照強度的變化，該太陽能電池組件的開路電壓基本不變故：V （開）=（+ /7=（ V）短路電流短路電流是由于故障或連接錯誤而在電路中造成短路時所產生的過電流。短路電流將引起下列嚴重后果：短路電流往往會有電弧產生， 它不僅能燒壞故障元件本身， 也可能燒壞周 圍設備和傷害周圍人員。因此，必須切除部分用戶。短路時電壓下降的愈大，持續時間愈長， 破壞整個電力系統穩定運行的可能性愈大。將電流表A直接接在太陽能電池組件的正負極，紅表筆接正極，黑表筆接負 極。光源的發光對著太陽能電池組件， 打開光源電源，等光源發光亮度穩定后開 始測量。用照度計測量照射在太陽能電池組件表面的光照度。改變

6、光源和太陽能電池組件之間的距離，測量不同光照強度下太陽能電池組件的輸出電流，填入下表:光照度（Lx）54403328242219光生電流（mA）根據所測得的數據畫折線圖如下圖所示:二依圖可得，隨著光照強度的變化，該太陽能電池組件的短流電流基本不變。 故：I （短）=（+ /7= （ mA）2、負載伏安特性測試實驗 按照下圖所示設計測量電路圖，并連接。光源的發光對著太陽能電池組件，打開光源電源，等光源發光亮度穩定后開 始測量。將太陽能光伏組件，電壓表，電流表，負載電阻按圖組成回路，改變電阻阻 值，測量流經電流表的電流I和電阻上的電壓V,即得到該光伏組件的伏安特性 曲線。測量過程中輻射光源與光伏組

7、件距離要保持不變，以保證整個測量過程是 在相同光照強度下進行的。填寫下表：電阻（KQ）光生電壓（V）光生電流（mA）根據所測得的數據畫折線圖如下圖所示:依圖可得，在光照強度保持不變的情況下，隨著負載電阻阻值的增大，光生 電壓逐漸增大，光生電流逐漸減小。3、最大輸出功率與光照強度的關系按照下圖所示設計測量電路圖，并連接。電壓表，電流表，負載電阻按圖組成回路，改變太陽能I和電阻上的電壓V,即得到距離（M）光生電壓（V）光生電流（A）根據所測得的數據畫折線圖如下圖所示:14將太陽能光伏組件， 電池板與輻射光源的距離，測量流經電流表的電流 該光伏組件的伏安特性曲線。測量過程中電阻阻值不變，以保證整個測量過程是 在相同阻抗下進行的。填寫下表：©二 |=> 01210T-光生電庇<V>光生電1流（mA）依圖可得， 在保持負載電阻阻值不變的情況下， 改變光照強度， 光生電壓和 光生電流都保持不變六、實驗總結1、注意事項(1) 電壓表、電流表的量程必須分別大于太陽能電池板的開路電壓和短路電流。(2) 滑動變阻器的阻值范圍應為 50 歐姆左右。(3) 實驗時應該等光源發光亮度穩定后再測量。(4) 移動太陽能電池板時應保持電池板與光源的角度不變。2、誤差分析：系統誤差：(1).電流表與電壓表內阻以及導線內阻接觸電阻對實驗的影響；(2).因為導線的接入導致