分析和测定硅光电池的特性

1. 分析和测定硅光电池的特性 硅光电池(太阳能电池)能将光信号转变 为电信号，是人造卫星及宇宙飞船在宇宙空 间进行工作的重要能源；而在人们的生活中，目前将其作为一种环保形的新能源，正在逐 步应用于房屋建筑的保温材料及暖水和空调 设备的系统上。 通过对太阳能电池的有关特性进行分析 和研究，能使我们更多地了解这些新材料的 应用和发展前景。

2. 实验目的： 1.了解硅光电池的基本特性。 2.学会测量硅光电池基本参数的方法。

3. 实验原理： 硅光电池能将光信号转变为电信号，在其转换的过程中会产生一些人们所关注的问题。 1.如转换的效率关系。 2.转换能量与光源到硅光电池板间的距离关系。 3.硅光电池的内阻值。 4.硅光电池的开路电压值。 5.硅光电池的最大输出功率值。 6.硅光电池的质量鉴别指标等等。

4. 硅光电池的转换效率除了与制造中所用的材料性质有关外，还 与光照的波长、光照的能量、以及光照的距离有一定的关系。当硅 光电池的材料确定后，我们可在一定光强的照射下，通过改变光照 的距离变化来测出硅光电池上得到的电信号强度。见图一。

5. 若确定光照的距离，设法通过改变光照的强度来 获得硅光电池上电信号的强度。 见图二。

6. 硅光电池的内阻值对实际应用中与外电路的阻抗匹配会带来一些需要考虑的问题。若硅光电池在光照的光强、光波波长及距离确定的条件下，设法先测得硅光电池的开路电压值Uk，当它与某一电阻相接时，见图三。硅光电池的内阻值对实际应用中与外电路的阻抗匹配会带来一些需要考虑的问题。若硅光电池在光照的光强、光波波长及距离确定的条件下，设法先测得硅光电池的开路电压值Uk，当它与某一电阻相接时，见图三。 见图三。

7. 此时将有一定的电压降在硅光电池的内阻r上，再测出电阻R两端的电压UR值，则由以下关系式可得到硅光电池的内阻值。此时将有一定的电压降在硅光电池的内阻r上，再测出电阻R两端的电压UR值，则由以下关系式可得到硅光电池的内阻值。 即：

8. 硅光电池在光照时，当负载电阻为某一值时，设法得到的输出电压与输出电流为最大的乘积值Pm。硅光电池在光照时，当负载电阻为某一值时，设法得到的输出电压与输出电流为最大的乘积值Pm。 光源 硅光电池 电流表 电阻箱 电压表

9. 实验器材： 1、硅光电池(太阳能电池)。 2、数显式多用电表（使用说明见补充讲义 附录一的内容）。 3、光源。 4、测距装置。 5、电阻箱。 6、导线等。

10. 测距装置

11. 硅光电池装置

12. 数显式多用电表面板图

13. 实验内容： 1、当硅光电池与光源的间距X发生变化时，测 出硅光电池电池获得的电信号强度，即测量其 电压值Ui，作出Ui—X的关系曲线。 2、当光照距离确定时，由光照强度发生变 化后，测出硅光电池电池获得的电信号强度，即 测量其电压值Ui。 3、测定硅光电池的内阻r值。 4、测量硅光电池的最大输出功率Pm值。

14. 思考题： 1、根据以上实验内容，如何设计测量结果 的数据表格？ 2、实验中如何考虑环境光的因素？如何消 除环境光的影响？ 3、现实验中采用的是什么测量方法？ 4、设计一种方案，设法测出硅光电池上的 电流与电压的关系 。