資料介紹
一,實驗目的
(1)比較太陽能電池不同接法下的輸出功率
(2)找出哪種接法適合電阻大的用電器哪種接法適合 電阻小的用電器
二,實驗器材
太陽能電池特性測試試驗儀(THQTN-1)
三,實驗原理
1.太陽電池的結構
以晶體硅太陽電池為例,其結構示意圖如圖1 所示.晶體硅太陽電池以硅半導體材料制成大面積pn結進行 工作.一般采用n+/p 同質結的結構,即在約10 cm×10 cm 面積的p 型硅片(厚度約500 μm)上用擴散法制作出一層很薄(厚度~0.3 μm)的經過重摻雜的n 型層.然后在n 型層上面制作金屬柵線,作為正面接觸電極.在整個背面也制作金屬膜,作為背面歐姆接觸電極.這樣就形成了晶體硅太陽電池.為了減少光的反射損失,一般在整個表面上再覆蓋一層減反射膜.
2.光伏效應
當光照射在距太陽電池表面很近的pn結時,只要入射光子的能量大于半導體材料的禁帶寬度Eg,則在p 區、n 區和結區光子被吸收會產生電子–空穴對.那些在結附近n 區中產生的少數載流子由于存在濃度梯度而要擴散.只要少數載流子離pn結的距離小于它的擴散長度,總有一定幾率擴散到結界面處.在p 區與n 區交界面的兩側即結區,存在一空間電荷區,也稱為耗盡區.在耗盡區中,正負電荷間形成一電場,電場方向由n區指向p 區,這個電場稱為內建電場.這些擴散到結界面處的少數載流子(空穴)在內建電場的作用下被拉向p 區.同樣,如果在結附近p 區中產生的少數載流子(電子)擴散到結界面處,也會被內建電場迅速被拉向n 區.結區內產生的電子–空穴對在內建電場的作用下分別移向n 區和p 區.如果外電路處于開路狀態,那么這些光生電子和空穴積累在pn結附近,使p 區獲得附加正電荷,n 區獲得附加負電荷,這樣在pn結上產生一個光生電動勢.這一現象稱為光伏效應(Photovoltaic Effect, 縮寫為PV)
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