I. Panoramica

L'energia solare è un nuovo tipo di energia e il pieno utilizzo dell'energia solare potrebbe risolvere la crescente domanda di energia umana. Attualmente, l'utilizzo dell'energia solare si concentra principalmente sia sulla generazione di energia termica che fotovoltaica. Attualmente ci sono due modi di utilizzare l'energia solare per generare energia, uno è quello di utilizzare l'energia termica per generare generatori a vapore e il secondo è celle solari. L'utilizzo dell'energia solare e la ricerca sulle caratteristiche delle celle solari sono argomenti popolari nel XXI secolo, e molti paesi sviluppati stanno investendo notevoli risorse umane e fisiche nella ricerca dei ricevitori solari. Questo esperimento descrive le proprietà elettriche e ottiche delle celle solari e misura entrambe le proprietà.

Indicatori tecnici
Questo tester utilizza una fonte di luce professionale per simulare la luce solare in laboratorio, con quattro pannelli solari installati su una guida scorrevole. La potenza della luce è misurata tramite un radiometro solare che consente di misurare i voltanti e l'efficienza di conversione delle celle solari.
Indicatori tecnici specifici:
Fonte di luce solare analogica: AC 220V / 150W;
2. celle solari: silicio policristallino 60mm x 60mm x 0.3W x 4 fogli;
3. tensione per circuito aperto: 3.78V, corrente di cortocircuito 80mA;
Alimentazione regolabile a corrente continua: regolabile in continuo da 0 a 2,5 V;
Sensore di radiazione solare: potenza di prova: 0 ~ 2000W / m2 gamma spettrale: 320nm ~ 1100nm precisione inferiore al 5%, può essere misurato sotto la fonte di luce analogica e può misurare il valore della radiazione solare sotto il sole all'aperto, per consentire agli studenti di padroneggiare meglio l'efficienza della radiazione solare.
Tensiometro digitale a corrente continua: 0 ~ 20V, indicazione a tre cifre, precisione ± 0,5%;
Contatore di corrente digitale a corrente continua: 0 ~ 200mA, precisione: ± 0,5%;
Resistenza di carico: 0-9999Ω;
9. il supporto della fonte di luce è tutto in acciaio inossidabile, l'ospite è in alluminio e la struttura di scatola d'oro, facile da trasportare.

III. Progetti sperimentali
1, prova delle proprietà voltante delle celle solari in assenza di luce;
2, test di relazione tra la tensione a circuito aperto delle celle solari, la corrente a cortocircuito e l'intensità della luce;
Caratteristiche di carico delle celle solari e test di efficienza di conversione;
4, serie di celle solari, esperimenti paralleli;
Metodi di misurazione della radiazione solare all'aperto.

IV. Principio sperimentale
La struttura principale delle celle solari è il nodo PN. Il rapporto corrente-tensione del nodo PN ideale è dato dalla formula seguente (1)

In questa formula, I0 è la corrente di saturazione inversa in assenza di luce, U è la tensione sul nodo, e è la carica elettronica, k è la costante di Boltzmann, e T rappresenta la temperatura termodinamica. Quando la luce viene irradiata sul nodo PN della superficie della cella solare, finché l'energia dei fotoni in ingresso è superiore alla larghezza di banda proibita del materiale semiconduttore, i fotoni saranno assorbiti dalla cella solare per generare una coppia elettrono-buco. La corrente netta I dell'uscita della cella solare è la differenza tra la corrente fotobiologica IPh e la corrente Id del diodo, la corrente netta I è data dalla formula seguente

Quando l'uscita della cella solare è cortocircuita, vale a dire U = 0, la corrente di cortocircuito ISC = IPh può essere ottenuta dal tipo (2); Quando l'uscita della cella solare è aperta, vale a dire I = 0, la tensione di circuito aperto UOC può essere spinta. Quando funziona normalmente, IPh è di diversi gradi di grandezza superiore a I0, quindi 1 tra parentesi (2) può essere ignorato.
Quando la cella solare è collegata alla resistenza di carico, la tensione e la corrente di uscita della cella solare cambiano con la resistenza di carico, quando la resistenza di carico R è in un determinato valore, la potenza di uscita della cella solare è la massima, cioè la potenza di uscita massima, impostare la tensione corrispondente di Um, corrente di Im, Pm = Im * Um. Il fattore di riempimento è definito come

È un parametro importante che rappresenta le prestazioni eccellenti delle celle solari. Più grande è il valore in uno stato, più alta è l'utilizzazione della luce da parte delle celle solari in caso di resistenza al carico.