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TRM-JX7型太阳能电池特性测试仪

本试验仪采用专业光源在实验室模拟太阳光,四块太阳能电池板安装在滑动导轨上。通过太阳辐射计测量光功率,可测量太阳能电池的伏安特性和转换效率。
产品品牌:锦州阳光气象
产品型号:TRM-JX7
订购热线:400-816-1636
产品详情
一、概述

太阳能是一种新型能源,对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。目前,太阳能的利用主要集中在热能和光伏发电两方面。利用太阳能发电目前有两种方法,一是利用热能产生蒸气驱动发电机发电,二是太阳能电池。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21世纪的热门课题,许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。 本实验介绍太阳能电池的电学性质和光学性质,并对两种性质进行测量。

二、技术指标
本试验仪采用专业光源在实验室模拟太阳光,四块太阳能电池板安装在滑动导轨上。通过太阳辐射计测量光功率,可测量太阳能电池的伏安特性和转换效率。
具体技术指标:
1.太阳模拟光源:交流220V/150W;
2.太阳能电池:多晶硅60mm×60mm×0.3W×4片;
3.每片开路电压:3.78V,短路电流80mA;
4.直流稳压电源:0~2.5V连续可调;
5.太阳辐射传感器:测试功率:0~2000W /m2光谱范围:320nm~1100nm 精度小于5%,即可在模拟光源下测量又可在室外太阳下测量太阳辐射值,使学生更好的掌握太阳辐射效率。
6.直流数字电压表:0~20V,三位半数显指示,精度±0.5%;
7.直流数字电流表:0~200mA,精度:±0.5%;
8.负载电阻:0~9999Ω;
9.光源支架全部为不锈钢材料,主机为铝和金箱式结构,便于携带。

三、实验项目
1、无光照时太阳能电池的伏安特性测试;
2、太阳能电池开路电压、短路电流与光强的关系测试;
3、太阳能电池负载特性与转换效率测试;
4、太阳能电池的串、并联实验;
5. 室外的太阳辐射的测量方法实验。

四、实验原理
太阳能电池的主要结构为PN结。理想PN结的电流和电压关系由下式(1)给出

式中,I0是无光照时的反向饱和电流,U是结上的电压,e是电子电荷,k是玻尔兹曼常量,T表示热力学温度,可令。当光照射在太阳能电池表面的PN结上时,只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度,则光子将被太阳能电池吸收而产生电子-空穴对。太阳能电池输出的净电流I是光生电流IPh和两极管电流Id之差,净电流I由下式给出


当太阳能电池的输出端短路时,即U=0,由(2)式可得到短路电流ISC=IPh;当太阳能电池的输出端开路时,即I=0,可推得开路电压UOC。正常运行时,IPh比I0高几个数量级,因此(2)式括号中的1可以忽略。
当太阳能电池接上负载电阻后,太阳能电池的输出电压和电流随着负载电阻的变化而变化,当负载电阻R在某一值时时,太阳能电池的输出功率为最大,即最大输出功率,设此时对应的电压为Um,电流为Im,有Pm=Im*Um。填充因子定义为


是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。某状态下值越大,说明太阳能电池在对应该负载电阻情况下对光的利用率越高。

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