太阳能电池模拟电源
产品概述Product overview
SIS1000系列太阳能电池整列模拟器(又名太阳能电池I-V模拟器）是采用全桥移相软开关技术,ARM、DSP双CPU控制、16bit高速ADC快速精确测量,高速DSP进行PID运算,直接输出PWM，通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性,可模拟不同光照和温度下I-V曲线，模块化设计，电源输出的高精度、低纹波、电压电流动态响应速度快，且效率高达93%,符EN50530/Sandia/CGC-GF004标准；产品主要光伏逆变器研发及测试,微网系统集成.
产品特点Product features
?功率容量可:600W–1500kW；
?可模拟太阳能电池板输出特性(国内首创)；
?可模拟不同光照和温度下I-V曲线；
?通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性；
?可模拟太阳能电池板被遮罩时的I-V曲线；
?可测试静态和动态下的MPPT情况；
?MPPT工作点实时显示于上位机软件上；
?具有恒功率模式,具有恒内阻模式，对内阻进行设定；
?具有强大的图形化上位机软件；
?稳压精度高、纹波电压低；
?采用16bit高速ADC,快速精确测量；
?采用ARM、DSP双CPU控制；
?应用全桥移相软开关技术；
?动态稳定性用Matlab仿真优化；
?采用高速DSP进行PID运算,直接输出PWM；
?变压器采用非晶铁芯，具有高饱和磁感应强度、高导磁率、高电感量、低损耗、体积小、重量轻、抗
电磁干扰能力强、频率特性优良、温度稳定性高的特性；
?快速存储9组数据（电压，电流，功率）；
?具有过压、过流、过温、短路保护功能；
?电压、电流、时间设定，数字式按键输入，精确度高；
?具有RS232C通讯接口（RS485,GPIB为可选）；
?产品通过CE认证；
?符合EN50530/Sandia/CGC-GF004标准.
产品原理Product principle
多种模式模拟太阳能阵列I-V曲线：
太阳能电池输出的参数图：
填充因子图：
静态MPPT测试：
动态MPPT测试：
遮罩下I-V曲线测试：
产品规格：
型号Mode SIS1000SIS1003SIS1005SUS1010SIS1015SIS1020SIS1030容量Power600W3KW5KW10KW15KW20KW30KW 制作方式Working开关switch PWM
输入Input相数Phase
1φ2W+PE单相两
线+地线
3φ4W+PE三相四线+地线
电压Voltage220V±15%380V±15%频率
Frequency
47Hz–63Hz
输出Output 电压Voltage电流Current
0–65V0–12A0–56A––––
–
0–120V0–5A0–30A––––
–
0–300V–0–12A0–20A0–40A0–60A0–80A
0–120A 0–600V–0–6A0–10A0–20A0–30A0–40A
0–60A 0–1000V–0–3.6A0–6A0–12A0–18A0–20A
0–30A 0–1500V––0–4A0–8A0–12A0–16A
0–24A
LCD显示Display电压Vrms、电流Arms、功率Wattage、时间Time 电压纹波rms Voltage Rippe0.2%FS(满量程）
电流纹波rms Current Ripple0.3%FS(满量程）
稳压精度Voltage regulation≤±0.5%FS(FS Resistor Load）
稳流精度Current Regulation≤±0.5%FS(FS Resistor Load）
电源调整率Linear Regulation±0.1%FS
负载调整率Load Regulation±≤0.1%
时间精度Time Setting0.1sec+0.1%
电压解析度Voltage regulation V0＜1000V:0.1V；V0≥1000V:1V
电流解析度Current regulation
输出Io＜10A:分辨率0.001A；输出100＞Io≥10A:分辨率0.01A；输出1000A＞Io≥100A:分辨率0.1A；输出Io≥1000A:分辨率1A；
设定项目电压调节CV0–100%额定电压可调电流调节CC0–100%额定电流可调功率调节CP0–100%额定功率可调
设定精确度电压Voltage±0.5%FS 电流Current±0.5%FS 功率
Wattage
±0.5%FS
测量精确度电压Voltage±0.5%FS±2dgt 电流Current±0.8%FS±2dgt 功率Wattage±0.8%FS±2dgt
存储组数Memory共9组，每组可记忆电压、电流值，可快速方便调用
可程组数Programmable共30组，每组可运行电压、电流、上升时间、运行时间
SAS模式SAS Model
可模拟不同的太阳能电池板I-V曲线
1.薄膜光伏电池;
2.标准晶体硅光伏电池;
3.高效晶体硅光伏电池;
4.自定义光伏电池;具体功能见上位机软件说明通过用户自定义设定
通讯接口Interface RS232C【IEEE488.2(GPIB)可选】
电磁兼容EMC输入EMI滤波器
限流设定I-LIM Set O-Max Current（超过电流设定值电源保护，停止输出）限压设定V-LIMSet O-Max Current（超过电压设定值电源保护，停止输出）
保护Protection
过压Over Voltage过流Over Current过温Over Temp过载Over Load 短路Short circuit
冷却方式Cooling风扇强制冷却
重量(Kg)101545505560
70
体积W×H×D(mm)430×133×480483×265×600
483×399×600
运行环境Environment0–40℃(室外-20℃–50℃需定制)20-90%RH
◆规格如有变更恕不另行通知
产品规格：
型号Mode SIS1060SIS1100SIS1150SIS1300SIS1630SIS11000
SIS11500容量Power60KW100KW150KW300KW630KW1MW
1.5MW 制作方式Working开关Switch PWM
输入INPUT
相数Phase3φ4W+PE三相四线+地线电压Voltage380V±15%
频率Frequency47Hz–63Hz
输出OUTPUT 电压Voltage电流Current
0–600V0–120A0–334A0–500A–––
–
0–1000V0–72A0–200A0–300A0–600A0–1260A0–2000A0–3000A 0–1500V0–48A0–134A0–200A0–400A0–840A0–1334A0–2000A
LCD显示Display电压Vrms、电流Arms、功率Wattage、时间Time 电压纹波rms Voltage Ripple0.2%FS(满量程）
电流纹波rms Current Ripple0.3%FS(满量程）
稳压精度Voltage Regulation≤±0.5%FS(FS Resistor Load）
稳流精度Current Regulation≤±0.5%FS(FS Resistor Load）
电源调整率Linear Regulation±0.1%FS
负载调整率Load Regulation±≤0.1%
时间精度Time Setting0.1sec+0.1%
电压解析度Voltage Resolution V0＜1000V:0.1V；V0≥1000V:1V
电流解析度Current Resolution
输出Io＜10A:分辨率0.001A；输出100＞Io≥10A:分辨率0.01A；输出1000A＞Io≥100A:分辨率0.1A；输出Io≥1000A:分辨率1A；
设定项目电压调节CV0–100%额定电压可调电流调节CC0–100%额定电流可调功率调节CP0–100%额定功率可调
设定精确度电压Voltage±0.5%FS 电流Current±0.5%FS 功率Wattage±0.5%FS
测量精确度电压Voltage±0.5%FS±2dgt 电流Current±0.8%FS±2dgt 功率Wattage±0.8%FS±2dgt
存储组数Memory共9组，每组可记忆电压、电流值，可快速方便调用可程组数Programmable共30组，每组可运行电压、电流、上升时间、运行时间
SAS模式SAS Model
可模拟不同的太阳能电池板I-V曲线
1.薄膜光伏电池;
2.标准晶体硅光伏电池;
3.高效晶体硅光伏电池;
4.自定义光伏电池;具体功能见上位机软件说明通过用户自定义设定
通讯接口Interface RS232C【IEEE488.2(GPIB)可选】
电磁兼容EMC输入EMI滤波器
限流设定I-LIM Set O-Max Current（超过电流设定值电源保护，停止输出）限压设定V-LIM Set O-Max Current（超过电压设定值电源保护，停止输出）
保护Protection
过压Over voltage过流Over Current过温Over Temp过载Over Load短路Short Circuit
冷却方式Cooling
风扇强制冷却重量(Kg)
200
500
800
1500
3000
6000
9000体积W×H×D(mm)550×133×8501100×1800×8501650×1800×8502200×2100×8504400×2100×8508800×2100
×850
13200×2100×850
运行环境Environment
0–40℃(室外-20℃–50℃需定制)
20-90%RH
◆规格如有变更恕不另行通知
设备图：
有机太阳能电池实验报告
有机太阳能电池实验报告 实验项目名称P3HT-PC61BM 体异质结聚合物太阳能 电池器件制作与性能测试 实验日期 指导老师 实验者 学号 专业班级 第一部分:实验预习报告 一、实验目的 通过在实验室现场制作P3HT-PC61BM 聚合物体异质结太阳能电池器件以及开展电池性能测试,了解有机太阳能电池的制作工艺与流程,熟悉相关的加工处理与分析测试设备工作原理与使用方法,加深对有机太阳能电池的感性认识,提高学生的实际操作能力,培养学生对科学研究的兴趣。 二、实验仪器 电子分析天平、加热磁力搅拌器、超声仪、紫外臭氧清洗系统、旋涂仪、 惰性气体操作系统、真空蒸镀系统、太阳光模拟器、数字源表、台阶仪 三、实验要求 1、严格按照实验室要求与规范开展实验,未经允许不得随意触摸或按动设备开关或按钮以及设备控制系统。 2、实验期间保持室内安静,保持实验室内清洁卫生。 3、熟悉有机太阳能电池加工与测试相关设备、原理与方法。 四、实验内容与实验步骤 1.聚合物体异质结加工溶液的配制(活性层P3HT:PCBM 溶液的配制) 在手套箱外称取所需的P3HT 5、6mg 与PCBM 5、6mg,混合好装入带有磁子的5mL 瓶子中,转移到手套箱中;用一次性注射器吸取0、33mL oDCB(邻二氯苯)溶剂,配成17mg mL-1的溶液,放到加热台(加热台需要 5 分钟的稳定时间)上,设置温度为85℃,搅拌1h 后,冷却至室温待用。 2.导电玻璃表面清洁与处理。 A.首先确认ITO 面,用万用电表(打到Ω档)测试其表面电阻,有电阻的一面为ITO,在其反面的边缘处刻‘上’字(见下图)。将ITO 依次放到去离子水、丙酮与异丙醇中超声清洗10 分钟。每次超声完毕,用镊子取出ITO,用同样的溶剂反复冲洗两面三次,之后用氮气枪迅速吹干,立刻放到盛有下一种溶剂的容器中清洗。最后将用氮气枪吹干的ITO 转移到六孔板中转移至紫外/臭氧清洗机(操作详见其说明)中,将ITO面朝上,表面清洁处理10 分钟后,将ITO 取出并置于六孔板中待旋涂PEDOT:PSS(ITO 面朝下)。
太阳能电池阵列模拟器
微电网直流平台设备 光伏PV模拟器（1） 产品特点： ■功率容量:600W--1500kW■可模拟太阳能电池板输出特性(国内首创)■可模拟不同光照和温度下I-V曲线■通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性■可模拟太阳能电池板被遮罩时的I-V曲线■可测试静态和动态下的MPPT情况■MPPT工作点实时显示于上位机软件上■具有恒功率模式 ■具有恒内阻模式，对内阻进行设定■具有强大的图形化上位机软件■稳压精度高、纹波电压低 ■采用16bit高速ADC,快速精确测量■采用ARM、DSP双CPU控制■应用全桥移相软开关技术
■动态稳定性用Matlab仿真优化■采用高速DSP进行PID运算,直接输出PWM■变压器采用非晶铁芯，具有高饱和磁感应强度、高导磁率、高电感量、低损耗、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、频率特性优良、温度稳定性高的特性 ■快速存储9组数据（电压，电流，功率）■具有过压、过流、过温、短路保护功能■电压、电流、时间设定，数字式按键输入，精确度高；■具有RS232C通讯接口（RS485,GPIB为可选）■产品通过CE认证■符合EN50530/Sandia/CGC-GF004标准 原理图：
可编程直流负载（2） ■采用触摸屏+PLC方式进行控制，具有本控与PC控制两种方式，提供相应上位机操作软件。 ■采用不锈钢合金电阻制造 ■可根据功率检测要求，可以按键组合投放，设定放电功率。 ■检测各种发电设备以及放电设备的工作效率、满负载运行最大输出功率及带载能力。 ■模拟各类复杂工作环境，功率的突加突卸，检测放电设备的实际带载能力和效率 ■采用精准的高精度负载材质能真正模拟实际负载的带载力和负载微变适应能力 ■急停和温度保护，超载，短路，过温设备自动切断 ■上限下限电压设定，根据能量自动降至范围电压点（限程控机） ■温度保护设定，温度0~100°可以设定，同时检测实时温度情况 ■可编程界面0~30组功率电流任意设置，最小执行操作时间1ms可循环999999次（限程控机） ■负载的最小分辨率为1W，可精确模拟发电或产品通断能力 ■可以将测量数据上传到电脑并实现对检测过程数据的过程过程记录存储功能（限程控机） ■具有面板操作或远程控制两种操作方式（限程控机） ■具有过温保护功能和温度设定以及温度监测 ■可定制不同时间常数负载 ■应用于发电机、UPS、开关、熔断器、电器附件、变压器、温升试验、低压电气的出厂检验、生产调试、模拟恶劣负载环境、科研开发、军工等精确测试场所 ■采按钮控制或开关切换（触摸屏控制含RS232通讯接口) ■可测量电压、电流、功率
太阳能电池——大学物理实验
太阳能电池特性的测量 能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题，新能源利用迫在眉睫。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的新能源。太阳电池可以将太阳能转换为电能，随着研究工作的深入与生产规模的扩大，太阳能发电的成本下降很快，而资源枯竭与环境保护导致传统电源成本上升。太阳能发电有望在不久的将来在价格上可以与传统电源竞争，太阳能应用具有光明的前景。 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。 实验目的 1． 学习太阳能电池的发电的原理 2． 了解太阳电池测量原理 3． 对太阳电池特性进行测量 实验原理 太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的 光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大 面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。 P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由电子。N 型半导体中有相当数量的自由电子， 几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成 P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。 当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。 在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。 负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电 流。 负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。 太阳能电池的输出功率为输出电压与输出电流的 乘积。同样的电池及光照条件，负载电阻大小不一样 时，输出的功率是不一样的。若以输出电压为横坐标， 输出功率为纵坐标，绘出的P-V 曲线如图2点划线所 示。 输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大输出功率P max 。 空间电荷区 图1 半导体P-N 结示意图 I V
太阳能电池板原理(DOC)
随着全球能源日趋紧张，太阳能成为新型能源得到了大力的开发，其中我们在生活中使用最多的就是太阳能电池了。太阳能电池是以半导体材料为主，利用光电材料吸收光能后发生光电转换，使它产生电流，那么太阳能电池的工作原理是怎么样的呢？太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子—空穴对。这样，光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。 一、太阳能电池的物理基础 当太阳光照射ｐ－ｎ结时，在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子，相应地便产生了电子——空穴对，并在势垒电场的作用下，电子被驱向型区，空穴被驱向Ｐ型区，从而使凡区有过剩的电子，Ｐ区有过剩的空穴。于是，就在ｐ－ｎ结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。 如果半导体内存在P—N结，则在P型和N型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P—N结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。
制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种，因此太阳电池的种类也很多。目前，技术最成熟，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。下面我们以硅太阳能电池为例，详细介绍太阳能电池的工作原理。 1、本征半导体 物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素，它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子，在外电场的作用下产生定向移动，形成电流。高价元素（如惰性气体）或高分子物质（如橡胶），它们的最外层电子受原子核束缚力很强，很难成为自由电子，所以导电性极差，成为绝缘体。常用的半导体材料硅（Si）和锗（Ge）均为四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝缘体那样被原子核束缚的那么紧，因而其导电性介于二者之间。 将纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体，即为本征半导体。晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，相邻的原子形成共价键。
光伏并网发电模拟装置
光伏并网发电模拟装置 一、任务 设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池，U S =60V ，R S =30Ω~36Ω；u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V ，频率f REF 为45Hz~55Hz ；T 为工频隔离变压器，变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10，将u F 作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L =30Ω~36Ω。 R L U S 图1 并网发电模拟装置框图 二、要求 1．基本要求 （1）具有最大功率点跟踪（MPPT ）功能：R S 和R L 在给定范围内变化时， 使d S 1 2 U U =，相对偏差的绝对值不大于1%。 （2）具有频率跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化时，使u F 的频率f F =f REF ， 相对偏差绝对值不大于1%。 （3）当R S =R L =30Ω时，DC-AC 变换器的效率η≥60%。 （4）当R S =R L =30Ω时，输出电压u o 的失真度THD ≤5%。 （5）具有输入欠压保护功能，动作电压U d （th ）=（25±0.5）V 。 （6）具有输出过流保护功能，动作电流I o （th ）=（1.5±0.2）A 。 2．发挥部分 （1）提高DC-AC 变换器的效率，使η≥80%（R S =R L =30Ω时）。 （2）降低输出电压失真度，使THD ≤1%（R S =R L =30Ω时）。 （3）实现相位跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，
均能保证u F 与u REF 同相，相位偏差的绝对值≤5°。 （4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。 （5）其他。 3. 器件要求 （1） 必须使用C2000处理器，推荐选择TMS320F28035, TMS320F28027, TMS320F2808；可使用各实验室已有的C2000开发板 ( 视参赛队情况，TI 可提供F28027开发模块 )； （2） 必须选择TI 生产的运放设计，推荐TLC08x ，TLV246x ； （3） 必须使用C2000内建ADC 进行设计，不得使用外部ADC ； （4） 若需MOSFET 驱动器，尽量使用TI 产品，比如UCC27423，UCC27424 和UCC27425等； （5） TI 将免费提供上述推荐使用的芯片，每参赛队处理器两片，模拟芯 片按板上数量乘以3提供（均为DIP 封装）。对于非推荐使用的芯片，TI 不负责提供。样片提供依据为参赛队提交的不雷同的原理图和PCB 图。 三、说明 1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2．U S 采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4．DC-AC 变换器效率o d P P η= ，其中o o1o1P U I =?，d d d P U I =?。 5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路 达到稳态的时间不大于1s 。 6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。 8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、 主要的测试结果。完整的电路原理图、PCB 图和所有源程序以电子档附件形式提交，若不愿公开相关资料请提前说明。 9. 测试方法见附件。
(整理)大物实验太阳能电池.
实验62 太阳能电池特性研究 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。 【实验目的】 1． 太阳能电池的暗伏安特性测量 2． 测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系 3． 测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系 4． 太阳能电池的输出特性测量 【实验原理】 太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。 P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由 电子。N 型半导体中有相当数量的自由电子，几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正 电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。 当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。 在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。 负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电流。 负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。 太阳能电池的输出功率为输出电压与输 出电流的乘积。同样的电池及光照条件，负载电 阻大小不一样时，输出的功率是不一样的。若以 输出电压为横坐标，输出功率为纵坐标，绘出的 P-V 曲线如图2点划线所示。 输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大 输出功率P max 。 填充因子F.F 定义为： sc oc I V P F F ?=?max （1） 空间电荷区 图1 半导体P-N 结示意图 I V
太阳能电池的工作原理
太阳电池吸收太阳光就能产生一般电池的功能。但是和传统的电池不一样，传统电池的输出电压和最大输出功率是固定的，而太阳电池的输出电压、电流，功率则是和光照条件及负载的工作点关。正因如此，要应用太阳电池来产生电力，必须了解太阳电池的电流-电压关系，及工作原理。 太阳光的频谱照度： 太阳电池的能量来源是太阳光，因此入射太阳光的强度(intensity)与频谱 (spectrum)就决定了太阳电池输出的电流与电压。我们知道，物体置放于于阳光下，其接受太阳光有二种形式，一为直接（direct)接受阳光，另一为经过地表其它物体散射后的散射（diffuse)阳光。一般情况下，直接入射光约占太阳电池接受光的80%。因此，我们下面的讨论也以直接着实阳光为主。 太阳光的强度与频谱，可以用频谱照度（spectrum irradiance)来表达，也就是单位面积单位波长的光照功率(W/㎡um)。而太阳光的强度（W/㎡),则是频谱照度的所有波长之总和。太阳光的频谱照度则和测量的位置与太阳相对于地表的角度有关，这是因为太阳光到达地表前，会经过大气层的吸收与散射。位置与角度这二项因素，一般就用所谓的空气质量（air mass, AM)来表示。对太阳光照度而言，AMO是指在外太空中，太阳正射的情况，其光强度约为1353 W/㎡,约等同于温度5800K的黑体辐射产生的光源。AMI是指在地表上，太阳正射的情况，光强度约为925 W/m2〇 AMI.5足指在地表上，太阳以45度角入射的情况，光强度约为844 W/㎡。一般也使用AM 1.5来代表地表上太阳光的平均照度。 太阳电池的电路模型： 一个太阳电池没有光照时，它的特性就是一个p-n结二极管。而一个理想的二极管其电流-电压关系可表为 其中I代表电流，V代表电压，Is是饱和电流，和VT=KBT/q0, 其中KB代表BoItzmann常数，q0是单位电量，T是温度。在室温下，VT=0.026v。需注意的是，P-n二极管电流的方向是定义在器件内从P型流向n型，而电压的正负值，则是定义为P 型端电势减去n型端电势。因此若遵循此定义，太阳电池工作时，其电压值为正，电流值为负，I-V曲线在第四象限。这里必须提醒读者的是，所谓的理想二极管是建立在许多物理条件上，而'实际的二极管自然会有一些非理想（nonideal)的因素影响器件的电流-电压关系，例如产生-复合电流，这里我们不多做讨论。 当太阳电池受到光照时，p-n二极管内就会有光电流。因为p-n结的内建电场方向是从n型指向p型，光子被吸收产生的电子-空穴对，电子会往n型端跑，而空穴会往p型端跑，则电子和空穴二者形成的光电流会由n型流到p 型。一般二极管的正电流方向是定义为由p型流到n型。这样，相对于理想二极管，太阳电池光照时产生的光电流乃一负向电流。而太阳电池的电流-电压关系就是理想二极管加上一个负向的光电流IL，其大小为： 也就是说，没有光照的情况，IL=0,太阳电池就是一个普通的二极管。当太阳电池短路时，也就是V=0,其短路电流则为Isc=-IL.也就是说当太阳电池短路，短路电流就是入射光产生光电流。若太阳电池开路，也就是你I=0，其开路电压则为:
非富勒烯受体ITIC及其改性材料的有机太阳能电池的器件物理研究
非富勒烯受体ITIC及其改性材料的有机太阳能电池的器件物理 研究 目前,电压损失成为进一步提高光伏性能的明显阻碍之一,因此本文利用变光强、变温以及电致发光等方法系统研究了电荷转移、能量无序度和电荷转移态（ECT）对于光电转换效率超过11%的高性能非富勒烯本体异质结太阳能电池的影响。并且通过系统的优化路线对另一种代表性的非富勒烯受体太阳能电池进行优化和性能提升,主要通过变光强和其表面形貌的变化来考察不同给受体比例和不同添加剂对器件的影响,并进行了系统研究。 （1）利用Voc随温度变化来探究太阳能电池器件的电压上限,通过实验证实了器件的Voc与能量无序有关。我们发现最优太阳能电池基于PBDB-T:IT-M与ITIC,PC71BM作为受体的器件相比,具有最低能量无序度。 确定的能量无序度可以调节不同能带器件的Voc,基于EQE和EL 光谱对能量的计算,我们发现PBDB-T:IT-M器件ΔVnonrad随ECT增加而减小,Voc辐射限制结合非辐射损失获得的数值和实验Voc数值相符。结论表明,传输和CTS的能量无序度最小化与是减少Voc损失改善器件性能的关键,通过精确调节BHJs的能量和传输性能,可以减少非辐射电压损失。 （2）基于聚合物给体PBDB-T和一种非富勒烯受体m-ITIC组合,制备本体异质结有机太阳能电池器件,并基于添加剂来调控电池的光伏性能和电荷复合,我们发现PBDB-T:m-ITIC体系和不同添加剂（DIO,CN,DPE和NMP）均表现出优异性能。通过进一步调节优化可获得光电转换效率超过11%的出色性能。
太阳能电池模拟电源
产品概述Product overview SIS1000系列太阳能电池整列模拟器(又名太阳能电池I-V模拟器）是采用全桥移相软开关技术,ARM、DSP双CPU控制、16bit高速ADC快速精确测量,高速DSP进行PID运算,直接输出PWM，通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性,可模拟不同光照和温度下I-V曲线，模块化设计，电源输出的高精度、低纹波、电压电流动态响应速度快，且效率高达93%,符EN50530/Sandia/CGC-GF004标准；产品主要光伏逆变器研发及测试,微网系统集成. 产品特点Product features ?功率容量可:600W–1500kW； ?可模拟太阳能电池板输出特性(国内首创)； ?可模拟不同光照和温度下I-V曲线； ?通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性； ?可模拟太阳能电池板被遮罩时的I-V曲线； ?可测试静态和动态下的MPPT情况； ?MPPT工作点实时显示于上位机软件上； ?具有恒功率模式,具有恒内阻模式，对内阻进行设定； ?具有强大的图形化上位机软件； ?稳压精度高、纹波电压低； ?采用16bit高速ADC,快速精确测量； ?采用ARM、DSP双CPU控制； ?应用全桥移相软开关技术； ?动态稳定性用Matlab仿真优化； ?采用高速DSP进行PID运算,直接输出PWM； ?变压器采用非晶铁芯，具有高饱和磁感应强度、高导磁率、高电感量、低损耗、体积小、重量轻、抗 电磁干扰能力强、频率特性优良、温度稳定性高的特性； ?快速存储9组数据（电压，电流，功率）； ?具有过压、过流、过温、短路保护功能； ?电压、电流、时间设定，数字式按键输入，精确度高； ?具有RS232C通讯接口（RS485,GPIB为可选）； ?产品通过CE认证； ?符合EN50530/Sandia/CGC-GF004标准. 产品原理Product principle
太阳能电池基本特性测定实验
太阳能电池基本特性测定实验 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。 太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%,规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。 太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。我们开设此太阳能电池的特性研究实验，通过实验了解太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。 【实验目的】 1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线； 2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，I 对U 变化关系，画出U I 曲线图；并测量太阳能电池的短路电流SC I 、开路电压OC U 、最大输出功率max P 及填充因子FF ； 3. 测量太阳能电池的短路电流SC I 、开路电压OC U 与光照度L 的关系，求出它们的近似函数关系。 【实验仪器】 白炽灯源、太阳能电池板、光照度计、电压表、电流表、滑线变阻器、稳压电源、单刀开关 连接导线若干
太阳能电池I-V特性模拟器
太阳能电池阵列模拟器 太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 太阳能发电一直是人类的最高追求，随着国际能源的急剧减少，太阳能、风能以引起人们的足够重视，一款新型的模拟太阳能电池的系统诞生 PVS1000系列太阳能电池阵列模拟器技术参数 品名Product Name太阳能电池阵列模拟器Solar Array Simulator 型号Model PVS1030 容量Power30KW 制作方式Working开关PWM 输入Input 相数phase3￠4w 电压Voltage380V±10%频率Frequency50Hz±10% 输出Output 电压Voltage1000V 电流Current36A 纹波电压Ripple0.8%FS(满量程)电压 电源调整率Load Regulation ±0.1%FS 负载调整率Load Regulation ±1%FS 电压解析度V Resolution1V 电流解析度C Resolution0.01A 功率解析度Power Resolution0.1KW 显示LCD Display电压V、电流A、功率W、时间T 通讯接口Interface RS232（RS485,GPIB为可选） 设定项目电压调节CV0%-100%额定电压可调电流调节CC0%-100%额定电流可调功率调节CP0%-100%额定功率可调 设定精确度电压Voltage±0.8%FS 电流Current±1%FS 功率Wattage±1%FS 测量精确度电压Voltage0.5%FS+5dgt 电流Current0.5%FS+5dgt 功率Wattage0.8%FS+5dgt
太阳能电池特性测量实验
本科学生实验报告 学号姓名 学院物电学院专业、班级12级光电子班实验课程名称太阳能电池特性测量实验 教师及职称 开课学期2014 至2015 学年下学期 填报时间2015 年 3 月25 日云南师范大学教务处编印
一、实验设计方案 实验序号 实验室 同析3栋318 实验时间 3月30日 小组成员 实验名称 太阳能电池特性测量实验 1． 实验目的 1、了解太阳能电池的工作原理和使用方法； 2、掌握开路电压和短路电流及与相对光强的函数关系的测试方法； 3、掌握太阳能电池特性及其测试方法。 2． 实验原理、实验流程或装置示意图 太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。在没有光照时，可将太阳能电池视为一个二极管，其正向偏压U 与通过的电流I 的关系为： ? ?? ? ??-=10nKT qU e I I 其中0I 是二极管的反向饱和电流，n 是理想二极管参数，理论值为1。K 是玻尔兹曼常量，q 为电子的电荷量，T 为热力学温度。 由半导体理论知，二极管主要是由如图1-1所示的能隙为V C E E -的半导体所构成。C E 为半导体导电带，V E 为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸收，并产生电子-空穴对。电子-空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一现象称 为光伏效应。 电子 空穴 能隙 光子 导带 价带 图1-1 光电流示意图 太阳能电池的基本技术参数除短路电流SC I 和开路电压OC U 外，还有最大输出功率 max P 和填充因子FF 。最大输出功率max P 也就是IU 的最大值。填充因子FF 定义为： OC SC U I P FF max = FF 是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。FF 值越大，说明太阳能电池对光的 利用率越高。
太阳能电池板模拟器
说世上本没有太阳能电池板模拟器，是先有了太阳能光伏并网逆变器才有了太阳能电池板模拟器。太阳能电池板模拟器是俗名，他本应叫做高精度可编程直流电源。那么从字面上我们可以理解，他是一台直流电源。要解释太阳能电池板模拟器，首先要了解被测物太阳能光伏并网逆变器。 太阳能电池板发出直流电，然后通过太阳能光伏并网逆变器，把直流电变成交流电，然后并到主电网上。太阳能电池板有特定的曲线，该曲线有一个最大功率点，所以太阳能光伏并网逆变器的任务是始终能够在最短的时间内找到这个最大功率点，才能达到最大的发电量。由于太阳能电池板的种类很多，有单晶硅，多晶硅，薄膜电池。一方面购买电池板比较昂贵，另一方面也无法24小时工作。所以研发太阳能光伏并网逆变器就需要一台响应快，精度高，可模拟光伏曲线的直流电源。由此，太阳能电池板模拟器诞生了。 纳米薄膜太阳能电池问世转化效率达8.1% 中国新能源网| 2012-3-1 11:59:00 | 新能源论坛| 我要供稿 特别推荐：《2010中国新能源与可再生能源年鉴》 本报讯（孝文）据美国物理学家组织网近日报道，澳大利亚斯威本科技大学和中国尚德电力控股公司的科学家们表示，他们已经研制出最高效的宽波段纳米等离子薄膜太阳能电池，其光电转化效率为8.1%，研究发表在最新一期的《纳米快报》杂志上。 该研究的领导者、斯威本科技大学的顾敏（音译）教授表示，作为大块晶硅太阳能电池的便宜“替身”，薄膜太阳能电池引起了广泛关注，然而其硅层的厚度太薄增大了吸收太阳光的难度。要想增加薄膜太阳能电池的性能并使它们与硅太阳能电池相比更具竞争优势，优良而先进的光捕获技术必不可缺。 为捕获更多太阳光，该科研团队将金和银纳米粒子嵌入薄膜中，增加了电池可吸收太阳光的波长范围，从而增加了光子转化为电子的效率。他们还更近一步，使用了一些有核的或表面凹凸不平的纳米粒子。斯威本科技大学的高级研究员贾宝华（音译）博士解释道：“我
太阳能电池概念及术语
太阳能电池详细 总论 1)太阳能电池分类 1)硅(单晶硅,多晶硅,非晶硅)太阳电池 2)薄膜太阳电池 3)化合物太阳电池 4)有机半导体太阳电池 太阳能电池发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。 从工业化发展来看，重心已由单晶向多晶方向发展，主要原因为； [1] 可供应太阳电池的头尾料愈来愈少； [2] 对太阳电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅 可直接获得方形材料； [3] 多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸(cast)炉每生产周期（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级； [4] 由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产。 2)硅太阳电池片构造 3)硅太阳电池片工艺 1)硅片清洗制绒(texturing-织纹状态) 2 )扩散制PN结(diffusion)
3) 蚀刻(plasma etching) 4) 除去磷硅玻璃(PSG-phosphor silicate glass- remove) 5) 减反射膜SiN沉积(PECVD) 6) Screen print(形成金属接触) 7) 烧结（dryer/sintering） 8) 检测分类（testing/sorting） 太阳电池术语 1)太阳电池行业术语 2)薄膜电池材料术语 3)常用符号 4)太阳能电池组件术语 5)光伏发电术语 太阳电池行业英语术语 A A, Ampere的缩写, 安培 a-Si: H, amorphous silicon的缩写, 含氢的, 非结晶性硅. Absorption, 吸收. Absorption of the photons:光吸收;当能量大于禁带宽度的光子入射时，太阳电池内的电子能量从价带迁到导带，产生电子——空穴对的作用，称为光吸收。 Absorptions coefficient, 吸收系数, 吸收强度. AC, 交流电. Ah, 安培小时. Acceptor, 接收者, 在半导体中可以接收一个电子.
太阳能电池基本特性测定实验
太阳能电池基本特性测定实验 目对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。太阳能是一种新能源， 一是利利用太阳能发电目前有两种方法，前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究二是太阳能电池。用热能产生蒸气驱动发电机发电，为此，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。是21 世纪的热门课题，介绍太阳能电池的电学性质我们尝试在普通物理实验中开设了太阳能电池的特性研究实验，联系科并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的普通物理实验，和光学性质，技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣。 】实验目的【无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线1. IPU FF、开路电压及填充因子、最大输出功率2. 测量太阳能电池的短路电流SCaxmOC IJJU的关系，求出它与相对光强3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SC0OC们的近似函数关系。【实验仪器】 光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、光功率计、遮光罩、电压表、电流表、电阻箱
】【实验原理, 在没有光照时太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。UI的关系为可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压与通过的电流qU???? 1?I?Ie nKT (1) ??0??In qK,1。是二极管的反向饱和电流,是玻尔兹曼常量是理想二极管参数,理论值为其中0q T为热力学温度。（可令）为电子的电荷量,??nKT EEE?由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为的半导体所构成。CVC E当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸为半导体价电带。为半导体导电带，V空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一电子-收，并产生电子-空穴对。 现象称为光伏效应。 光电流示意图 IPU, 和外太阳能电池的基本技术参数除短路电流和开路电压还有最大输出功率 SCaxOCm P IUFFFF。最大输出功率也就是定义为的最大值。填充因子填充因子axm P?FF max (2) UI OCSC FFFF,说明太阳能电池对光的利用值越大是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。率越高。 】【实验内容及步骤U?I特性（直流偏压从1.在没有光源（全黑）的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的V00?3.））设计测量电路图，并连接。（1 1 图q I UI?I?U的值。和曲线并求出常数关系数据，利用测得的正向偏压时（2）画出??0nKT 注意此时光源到太阳能电池距在不加偏压时，用白色光照射，测量太阳能电池一些特性。2.cm20
《太阳能电池》教学大纲
《太阳能电池》课程教学大纲 一、课程编码及课程名称： 课程编码：0475A001 课程名称：太阳能电池 S olar Cells 二、学时及学分 总学时数：48，其中，讲授学时：40，实验学时：8。学分：2 三、适用专业及开设学期 适用专业：新能源（专、本科） 开设学期：第7学期 四、课程的性质、目标和任务 本课程是本专业的必修课，属于必选课程，为后面太阳能光伏技术的实训实践、设计打下基础，在课程中，要向学生介绍太阳能电池的基本工作原理和设计，结合目前采用的电池制造工艺和即将实施的改进工艺，以及在应用这些电池的系统设计中的重要考虑，使学生对太阳能电池有个全面的了解。本课程不但要给学生介绍阳光的性质、电池材料生成合成技术，以及两者之间的相互作用；还要简要论述太阳能电池设计中的重要因素、现行的电池合成方法、材料和制造工艺以及未来可能的材料和工艺。 五、课程教学的基本要求 通过教学，应使学生系统掌握太阳能电池的基本知识，基本了解太阳能电池的工作原理，并能够进行相应的研究及应用。 六、本课程与其他课程的关系 先修课程：《电化学》、《光谱分析学》、《半导体材料化学》、《半导体物理》 后期课程：太阳能工程等 七、教学时数分配 《太阳能电池》课程教学时数分配表
八、课程教学内容 主要教学方法与教学条件要求 本课程是一门技术基础课，多媒体教学与板书相结合，以课堂讲授为主,在教学过程中应精讲多练,讲练结合；突出基本概念、基本理论和基本方法；充分利用现代教学手段，倡导传统与现代结合的教学模式，师生互动，启发诱导，激活思维，鼓励创新。 考核方式与成绩评定 本课程的考核方式是考试，课程最终成绩的构成及成绩评定办法是期末考试占70%，平时成绩占30%（其中考勤占10%，作业占20%）。 制订：系或教研室：×××系或教研室 执笔人：审订人：×××
染料敏化太阳能电池实验报告(共9篇)
染料敏化太阳能电池实验报告(共9篇) 染料敏化太阳能电池实验 天然染料敏化TiO2太阳能电池的制备及光电性能测试姓名：蓝永琛班级：新能源材料与器件学号：20112500041 一、实验目的 1. 了解染料敏化纳米TiO2太阳能电池的工作原理及性能特点。 2. 掌握合成纳米TiO2溶胶的方法、染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法 以及电池的组装方法。 3. 掌握评价染料敏化太阳能电池性能的方法。 二、实验原理 略 三、仪器与试剂 一、仪器设备 可控强度调光仪、紫外-可见分光光度计、超声波清洗器、恒温水浴槽、多功能万用表、电动搅拌器、马弗炉、红外线灯、研钵、三室电解池、铂片电极、饱和甘汞电极、石英比色皿、导电玻璃、镀铂导电玻璃、锡纸、生料带、三口烧瓶（500mL）、分液漏斗、布氏漏斗、抽虑瓶、容量瓶、烧杯、镊子等。 二、试剂材料 钛酸四丁酯、异丙醇、硝酸、无水乙醇、乙二醇、乙腈、碘、碘化钾、TBP、丙酮、石油醚、绿色叶片、红色花瓣、去离子水
四、实验步骤 一、TiO2溶胶制备 目前合成纳米TiO2的方法有多种，如溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法、电化 学沉积法等。本实验采用溶胶-凝胶法。 （1）在500mL的三口烧瓶中加入1：100（体积比）的硝酸溶液约100mL，将三口烧瓶置于60-70oC的恒温水浴中恒温。 （2）在无水环境中，将5mL钛酸丁酯加入含有2mL异丙醇的分液漏斗中，将混合液充分震荡后缓慢滴入（约1滴/秒）上述三口烧瓶中的硝酸溶液中，并不断搅拌，直至获得透明的TiO2溶胶。 二、TiO2电极制备 取4片ITO导电玻璃经无水乙醇、去离子水冲洗、干燥，分别将其插入溶胶中浸泡提拉数次，直至形成均匀液膜。取出平置、自然晾干，再红外灯下烘干。最后在450oC下于马弗炉中煅烧30min 得到锐态矿型TiO2修饰电极。可用XRD粉 末衍射仪测定TiO2晶型结构。 三、染料敏化剂的制备和表征 (1) 叶绿素的提取 采集新鲜绿色幼叶，洗净晾干，去主脉，称取5g剪碎放入研钵，加入少量石油醚充分研磨，然后转入烧杯，再加入约20mL石油醚，超声提取15min后过滤，弃去滤液。将滤渣自然风干后转入研钵中，再以同样的方法用20mL丙酮提取，过滤后收集滤液，即得到
太阳能电池特性测试实验报告
太阳电池特性测试实验 太阳能是人类一种最重要可再生能源，地球上几乎所有能源如: 生物质能、风能、水能等都来自太阳能。利用太阳能发电方式有两种：一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。其中，光—电直接转换方式是利用半导体器件的光伏效应进行光电转换的，称为太阳能光伏技术，而光—电转换的基本装置就是太阳电池。 太阳电池根据所用材料的不同可分为：硅太阳电池、多元化合物薄膜太阳电池、聚合物多层修饰电极型太阳电池、纳米晶太阳电池、有机太阳电池。其中，硅太阳电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。硅太阳电池又分为单晶硅太阳电池、多晶硅薄膜太阳电池和非晶硅薄膜太阳电池三种。单晶硅太阳电池转换效率最高，技术也最为成熟，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但单晶硅成本价格高。多晶硅薄膜太阳电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池。非晶硅薄膜太阳电池成本低，重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力，但稳定性不高，直接影响了实际应用。 太阳电池的应用很广，已从军事、航天领域进入了工业、商业、农业、 通信、家电以及公用设施等部门，尤其是在分散的边远地区、高山、沙漠、海岛和农村等得到广泛使用。目前，中国已成为全球主要的太阳电池生产国，主要分布在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。 一、 实验目的 1． 熟悉太阳电池的工作原理； 2． 太阳电池光电特性测量。 二、 实验原理 （1） 太阳电池板结构 以硅太阳电池为例：结构示意图如图1。硅太阳电池是以硅半导体材料制成的大面积PN 结经串联、并联构成，在N 型材料层面上制作金属栅线为面接触电极，背面也制作金属膜作为接触电极，这样就形成了太阳电池板。为了减小光的反射损失，一般在表面覆盖一层减反射膜。 （2） 光伏效应 当光照射到半导体PN 结上时，半导体PN 结吸 收光能后，两端产生电动势，这种现象称为光生伏特效应。由于P-N 结耗尽区存在着较强的 图1 太阳能电池板结构示意图
光伏电池仿真
第一章 光伏电池仿真 1.1 单个光伏电池数学模型 {} () []()0.020011s s q V IR V IR s s AKT L L sh sh V IR V IR I I I e I I e R R ++???++=---=--- ???? 其中191.610q -=?，23 1.3810 k -=?，T 为光伏电池的工作温度取300，A 为二极管的品 质因子（当T=330K 时，约为2.800.15±）在这里取2.8， ()13.80(1)s V IR s L sh V IR I I I e R +?+=--- 其中L I 为电池发出的电流模型如下： 4{1()}{1 6.410(273)}100 L sc sc I I ht T Tr I T λ λ-=?+?-? =?+??-? 0I 为微伏级，这里去8e-4； 据此可以建立Matlab 仿真模型（参考PV_Unit.mdl ），如图所示
单电池波形如下： X轴表示输出电压，Y轴表示输出电流。下图分别为输出电压，电流，功率。
1.2 光伏电池并联模型 当光伏电池组使用p n 并时数学模型为 ' 0()13.8 0' ()13.8 '' ' (1)(1)s p s s L sh s R V I n p p L p sh p V IR R V I n I n I I n e R n V IR I I e R +?+?+=?-??-- +=-?-- 使用s n 串时数学模型为 ()13.80(1)s s V s IR n s L sh V IR n I I I e R +?+=--- 将串并联整理得 ( )13.8 0( )13.8 0( )13.8 0(1)(1)(1)p s s s p p s s s p s s p s n V I R n n n p s s p L p sh s s s n V I R n n n p p L p sh s p I R n s s V n p n p L p sh s p n V I R n I n I I n e R n R n V I n n I I n e R n n R n V I n n I I n e R n n ?+?????+??????+ ??+??=?-??-- ??+?=?-??-- ??+?=?-??-- ? 取新的并联电阻为：" sh sh s p R n R n ?= ； 取新的串联电阻为：" s s s p R n R n ?= ； 取新二极管电流为：" ( )13.8 ()13.8 00(1)(1)s s p s s s R n V I V I R n n n d p p I I n e I n e ?+?+???=??-=??-