I. Übersicht

Solarenergie ist eine neue Art von Energie, und die volle Nutzung von Solarenergie kann den wachsenden Energiebedarf der Menschheit lösen. Derzeit konzentriert sich die Nutzung von Solarenergie hauptsächlich auf Wärme und Photovoltaik. Es gibt derzeit zwei Möglichkeiten, Solarenergie zu erzeugen, eine ist die Verwendung von Wärme zur Erzeugung von Dampfantriebsgeneratoren und eine zweite ist die Solarzelle. Die Nutzung von Solarenergie und die Erforschung der Eigenschaften von Solarzellen sind ein beliebtes Thema des 21. Jahrhunderts, und viele entwickelte Länder investieren erhebliche menschliche und materielle Kräfte in die Erforschung von Solarrezeptoren. Dieses Experiment beschreibt die elektrischen und optischen Eigenschaften von Solarzellen und misst beide Eigenschaften.

2. Technische Indikatoren
Dieser Tester simuliert das Sonnenlicht im Labor mit einer professionellen Lichtquelle und vier Solarzellen sind auf einer Gleitschiene installiert. Die Messung der Lichtleistung mit einem Solarradiometer ermöglicht die Messung der Voltantivität und der Umwandlungseffizienz von Solarzellen.
Spezifische technische Indikatoren:
1. Solar-analoge Lichtquelle: Wechselstrom 220V / 150W;
2. Solarzellen: Polykristallines Silizium 60mm x 60mm x 0,3W x 4 Scheiben;
3. Jede offene Schaltungsspannung: 3,78V, Kurzschlussstrom 80mA;
Gleichstromregulierende Stromversorgung: 0 ~ 2,5 V kontinuierlich einstellbar;
5. Sonnenstrahlungssensor: Testleistung: 0 ~ 2000W / m2 Spektralbereich: 320nm ~ 1100nm Genauigkeit weniger als 5%, kann in der analogen Lichtquelle gemessen werden und kann die Sonnenstrahlung im Freien messen, damit die Schüler die Sonnenstrahlungseffizienz besser verstehen.
Digitales Gleichstrom-Spannungsmesser: 0 bis 20V, dreistellige Halbzeige, Genauigkeit ± 0,5%;
Digitales Gleichstrommessgerät: 0 bis 200mA, Genauigkeit: ± 0,5%;
Lastwiderstand: 0 bis 9999Ω;
9. Lichtquellen Ständer sind alle aus Edelstahl Material, der Gastgeber ist Aluminium und Gold Box-Struktur, einfach zu tragen.

III. Experimentelle Projekte
1. Voltanteigenschaften-Test von Solarzellen ohne Licht;
2. Test der Beziehung zwischen der offenen Schaltungsspannung, dem Kurzschlussstrom und der Lichtintensität der Solarzelle;
Lasteigenschaften von Solarzellen und Konvertierungseffizienzprüfung;
4, die Kette der Solarzellen, parallele Experimente;
5. Versuche zur Messung der Sonnenstrahlung im Freien.

4. Experimentelle Prinzipien
Die Hauptstruktur der Solarzelle ist der PN-Knoten. Das Strom- und Spannungsverhältnis des idealen PN-Knotens wird durch die folgende Formel (1) gegeben:

In der Formel ist I0 der umgekehrte Sättigungsstrom bei Lichtlosigkeit, U die Spannung am Knoten, e die Elektronenladung, k die Boltzmann-Konstante und T die thermodynamische Temperatur. Wenn das Licht auf den PN-Knoten der Oberfläche der Solarzelle strahlt, so lange die Energie der einfallenden Photonen größer ist als die Bandbreite des Halbleitermaterials, werden die Photonen von der Solarzelle absorbiert und ein Elektronen-Loch-Paar erzeugen. Der Nettostrom I der Ausgabe der Solarzelle ist der Unterschied zwischen dem photobiologischen Strom IPh und dem Diodenstrom ID, der Nettostrom I wird durch die folgende Formel angegeben:

Wenn die Ausgangsseite der Solarzelle kurzgeschlossen ist, d. h. U = 0, kann der Kurzschlussstrom ISC = IPh durch die Form (2) erhalten werden; Wenn der Ausgang der Solarzelle geöffnet ist, also I = 0, kann die geöffnete Spannung UOC geschoben werden. Bei normalem Betrieb ist IPh mehrere Größengruppen höher als I0, so dass 1 in den Klammern (2) ignoriert werden kann.
Wenn die Solarzelle an den Lastwiderstand angeschlossen ist, ändert sich die Ausgangsspannung und der Strom der Solarzelle mit der Änderung des Lastwiderstands, wenn der Lastwiderstand R in einem bestimmten Wert ist, ist die Ausgangsleistung der Solarzelle die größte, das heißt die maximale Ausgangsleistung, die entsprechende Spannung ist Um, der Strom ist Im, es gibt Pm = Im * Um. Der Füllfaktor wird definiert als

Es ist ein wichtiger Parameter für die Leistung von Solarzellen. Je größer der Wert unter einem bestimmten Zustand ist, deutet dies darauf hin, dass die Solarzellen bei dem Belastungswiderstand höher Licht nutzen.