太阳能电池

1. 附接线的黑色盒装太阳能电池
2. 数字式万用表 2只
3. 直流稳压电源 1台
4. 电阻箱 1只
5. 白色光源 附电源一组
6. 光具座 1根
7. 波长为260nm,360nm,470nm,510nm,550nm,610nm,700nm,800nm的截止片共八块

硅光电池又称太阳能电池，其结构简单，不需要电源，具有重量轻、寿命长、价格便宜、使用方便等优点。它既可以用作为光信号探测器（光电传感器），在光电转换、自动控制和计算机输入和输出等现代化科学技术中发挥重要作用。又能将太阳能转换成电能，如果把许多硅光电池科学地串联或并联起来，可以建成太阳能发电站，为人类更有效地利用太阳能打开新的道路。本实验要求学生通过对太阳能电池基本特性的测量，了解和掌握它的特性和有关的测量方法，并通过它对使用日益广泛的各种光电器件有更深入全面了解。

1. 太阳能电池是由什么材料做成的？它的工作原理？
2. 太阳能电池的主要结构是由一个二极管组成，在没有光的照射下，它的正向电压与电流之间的经验关系式为： ，如何用实验方法加以验证？并画出实验线路图。
3. 何谓短路电流 ？何谓开路电压 ？何谓填充因子？如何计算太阳能电池的填充因子？
4. 在不加偏压情况下如何测出太阳能电池的输出电压、输出电流与负载电阻之间的关系？画出测量电路图。
5. 如何求得太阳能电池的最大输出功率？最大输出功率与它的最佳匹配电阻有什么关系？
6. 充填因子是代表太阳能电池性质优劣的一个重要参数，它与哪些物理量有关？
7. 在测量太阳能电池的光照特性时，需要改变并确定入射于太阳能电池光束的光强，这可以通过什么方式实现？试写出至少两种改变入射光强的方法。
8. 太阳能电池的光照特性，即开路电压 和短路电流 与入射于太阳能电池的光强符合什么函数关系？
9. 透过滤色片的光是否是单色光？如果光源的光谱分布不同，由同一块滤色片透过的光是否相同？
10. 实验中所用的滤色片，它的透射曲线有什么要求？
11. 如何测量滤色片的透射曲线？
12. 可用什么方法推断太阳能电池是由哪种半导体材料制成的？
13. 如何计算太阳能电池的光电转换效率？
14. 如何提升太阳能电池的光电转换效率？
15. 太阳能电池性能与温度有何关系？

1. 在无光照条件下，测量太阳能电池正向偏压时的伏安特性
2. 在不加偏压下，在一定的入射光强下，测量太阳能电池的负载特性
3. 测量太阳能电池的光照特性
4. 测量太阳能电池在不同幅照下，其短路电流 与入射光波长的关系，推断出实验所用的半导体材料属于哪一种？
5. 晶体硅电池与薄膜硅电池对于光照要求有何不同？

（提示：下列常用半导体之能隙InAS : 0.36ev、 Ge: 0.67ev 、Si: 1.1ev、非晶态 Si(ａ-Si:H): 1.7ev 、Ga N: 3.5ev）

1. 写明本实验的目的、意义。
2. 阐明本实验的基本原理。
3. 记下实验所用仪器和装置。
4. 记录实验的全过程，包括实验步骤，各种实验现象和数据处理等。
5. 对实验结果进行分析、研究和讨论。
6. 本实验的总结、收获、体会，也可提出自己新的设想。
7. 对教学工作的意见和建议。

1. 杨之昌，马秀芳．物理光学实验．上海：复旦大学出版社．1993．
2. 陆廷济，费定曜，胡德敬．物理实验．上海：同济大学出版社．1991．
3. 曹泽淳，安其霖等．国产太阳能电池参数的研究．应用科学学报，1983．1（3）

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