硅光电池特性研究实验报告
硅太阳能电池特性的研究实验报告学习体会
硅太阳能电池特性的研究实验报告学习体会前言硅太阳能电池是目前理论研究最成熟、实用化的太阳能光伏材料，它在科技界和产业界都得到广泛关注，成为全球发展的热点之一。
硅太阳能电池主要由硅衬底材料（包括硅片）、电极层以及背电场材料三部分组成。
近年来，随着制备工艺的进步，材料转换效率已经达到了15%左右，并且材料价格逐渐降低，这些使得硅太阳能电池走向市场变为可能。
硅太阳能电池是目前理论研究最成熟、实用化的太阳能光伏材料，但其生产过程较复杂，且缺乏高效生产装置，难以形成大规模商业化生产，限制了其快速发展。
因而，如何提高生产效率、开发出性能更加稳定的硅太阳能电池材料就显得尤为重要。
硅太阳能电池与传统硅材料相比具有许多优点：高质量的单晶硅片可获得较小的芯面积比、较大的电流密度、宽温区效应、低的初始光生电压等。
在国际上硅太阳能电池已经逐渐占据了世界各国太阳能光伏发电系统的主要市场份额，约占整个光伏市场份额的90%以上，而且增长趋势迅猛。
同时，单晶硅太阳能电池不仅技术先进，且能够产生很大的直流输出功率，在当今的商业化应用领域里仍然处于统治地位，正被越来越多的人接受和认识。
在20世纪80年代末期，国外的许多科学家和企业家就看到了单晶硅太阳能电池所带来的巨大社会经济效益，纷纷投入到了研究单晶硅太阳能电池技术方面的行列。
这项事业至今仍在继续着，国内外的各类研究机构对硅太阳能电池的研究还将持续下去。
这次我们选择了一个新型的单晶材料—— N 掺杂 N2O3基半导体来作为本文中的材料对象。
此种材料在理论上应该属于二维材料，即材料中存在两个能级；并且其禁带宽度约为0.74nm，所以可以在1-3.5V 电压范围内吸收电子而处于深能级。
当电子从高能级进入深能级后，电子在深能级空穴与原子间空隙中复合，释放光子，便产生了光生电子流。
这样反复循环，由于缺陷能级较低，则吸收大量的电子而产生了光生电流。
N 掺杂 N2O3基半导体具有许多特殊性质和良好的物理/化学性质。
实验四 光电池特性测试
实验四光电池特性测试实验原理:光电池是根据光生伏特效应制成的，不需加偏压就能把光能转换成电能的p-n结光电器件。
按用途光电池可分为两大类，即太阳能光电池和测量光电池。
太阳能光电池主要用作电源，对它的要求是转换效率高、成本低。
测量光电池的主要功能是作为光电探测用，即在不加偏置的情况下将光信号转换成电信号，对它的要求是线性范围宽、灵敏度高、光谱响应合适、稳定性好、寿命长，被广泛应用在光度、色度、光学精密计量和测试中。
光电池核心部分是一个p-n结，一般做成面积较大的薄片拉来接收更多的人射光。
根据光电池的结构和其光生伏特效应的工作原理,当负载接入PN两极（电路中的E）后即得到功率输出。
在一定光照度下，硅光电池的伏安特性呈非线性。
因此设计出如下伏安特性测试电路，见图4-1。
并且有理想的伏安特性曲线，如图4-2。
图4-2硅光电池伏安特性曲线图4-3光电池的光照特性曲线当光照射硅光电池的时候，将产生一个由N区流向P区的光生电流phI；同时由于PN结二极管的特性，存在正向二极管管电流D I，此电流方向与光生电流方向相反。
在一定的光照度下，当光电池被短路时，结电压V为0.负载电阻在20欧姆以下时，短路电流与光照有比较好的线性关系，负载电阻过大，则线性会变坏。
图4-3为硅光电池的光照特性曲线。
开路电压与光照度之间为对数关系，因而具有饱和性。
因此，把硅光电池作为敏感元件时，应该把它当作电流源的形式使用，即利用短路电流与光照度成线性的特点，这是硅光电池的主要优点。
实验所需器件:两种光电池、各类光源、实验选配电路、电压表（万用表）自备、微安表（毫安表）、激光器、照度计（用户选配）实验步骤:图7-1为光电池结构原理及测试电路，图中E为光电池。
1.光电池短路电流测试：光电池的内阻在不同光照时是不同的，所以在测得暗光条件下光电池的内阻后（图7-1左）,应选用相对小得多的负载电阻。
(这样所测得的电流近似短路电流)，试用阻值为1、5、10、20、30Ω或更大的负载电阻接入测试电路。
硅光电池基本特性的研究(精)
实验5 硅光电池基本特性的研究硅光电池又称光生伏特电池，简称光电池.它是一种将太阳或其他光源的光能直接转换成电能的器件.由于它具有重量轻、使用安全、无污染等特点，在目前世界性能源短缺和环境保护形势日益严峻的情况下，人们对硅光电池寄予厚望.硅光电池很可能成为未来电力的重要来源，同时，硅光电池在现代检测和控制技术中也有十分重要的地位，在卫星和宇宙飞船上都用硅光电池作为电源.本实验对硅光电池的基本特性做初步研究.一.实验目的1. 了解硅光电池的基本结构及基本原理.2. 研究硅光电池的基本特性：3．硅光电池的开路电压和短路电流以及它们与入射光强度的关系;4．硅光电池的输出伏安特性等。
二. 实验仪器YJ-CGQ-I典型传感特性综合实验仪、光源、负载电阻箱.数字万用表.连接线1. 实验装置实验装置由光源和硅光电池两部分组成, 如图1所示.图12. 负载电阻箱如图2所示.图2三. 实验原理1.硅光电池的基本结构.硅光电池用半导体材料制成，多为面结合PN结型，靠PN结的光生伏特效应产生电动势.常见的有硅光电池和硒光电池.在纯度很高、厚度很薄（0.4mm）的N型半导体材料薄片的表面，采用高温扩散法把硼扩散到硅片表面极薄一层内形成P层，位于较深处的N层保持不变，在硼所扩散到的最深处形成PN结.从P层和N层分别引出正电极和负电极，上表面涂有一层防反射膜，其形状有圆形、方形、长方形，也有半圆形.硅光电池的基本结构如图3所示.图32.硅光电池的基本原理当两种不同类型的半导体结合形成PN结时.由于分界层（PN结）两边存在着载流子浓度的突变，必将导致电子从N区向P区和空穴从P区向N区扩散运动，扩散结果将在PN结附近产生空间电荷聚集区，从而形成一个由N区指向P区的内电场.当有光照射到PN结上时，具有一定能量的光子，会激发出电子-空穴对.这样，在内部电场的作用下，电子被拉向N区，而空穴被拉向P区.结果在P区空穴数目增加而带正电，在N区电子数目增加而带负电，在PN结两端产生了光生电动势，这就是硅光电池的电动势.若硅光电池接有负载，电路中就有电流产生.这就是硅光电池的基本原理.单体硅光电池在阳光照射下，其电动势为0.5-0.6V，最佳负荷状态工作电压为0.4-0.5V，根据需要可将多个硅光电池串并联使用.3.硅光电池的光电转换效率硅光电池在实现光电转换时，并非所有照射在电池表面的光能全部被转换为电能.例如，在太阳照射下，硅光电池转换效率最高，但目前也仅达22%左右.其原因有多种，如：反射损失；波长过长的光（光子能量小）不能激发电子空穴对，波长过短的光固然能激发电子-空穴对，但能量再大，一个光子也只能激发一个电子-空穴对；在离PN较远处被激发的电子-空穴对会自行重新复合，对电动势无贡献；内部和表面存在晶格缺陷会使电子-空穴对重新复合；光电流通过PN结时会有漏电等.4. 硅光电池的基本特性4.1 硅光电池的开路电压与入射光强度的关系硅光电池的开路电压是硅光电池在外电路断开时两端的电压，用U∞表示，亦即硅光电池的电动势.在无光照射时，开路电压为零.硅光电池的开路电压不仅与硅光电池材料有关，而且与入射光强度有关，而且与入射光强度有关.在相同的光强照射下，不同材料制做的硅光电池的开路电压不同.理论上，开路电压的最大值等于材料禁带宽度有1/2.例如，禁带宽度为1.1eV的硅做硅光电池，开路电压为0.5-0.6V.对于给定的硅光电池，其开路电压随入射光强度变化而变化.其规律是：硅光电池开路电压与入射光强度的对数成正比，即开路电压随入射光强度增大而增大，但入射光强度越大，开路电压增大得越缓慢.4.2 硅光电池的短路电流与入射光的关系硅光电池的短路电流就是它无负载时回路中电流，用I SC表示.对给定的硅光电池，其短路电流与入射光强度成正比.对此，我们是容易理解的，因为入射光强度越大，光子越多，从而由光子激发的电子-空穴对越多，短路电流也就越大.4.3在一定入射光强度下硅光电池的输出特性当硅光电池两端连接负载而使电路闭合时，如果入射光强度一定，则电路中的电流I和路端电压U均随负载电阻的改变而改变，同时，硅光电池的内阻也随之变化.硅光电池的输出伏安特性曲线如图4所示.图4中，I SC 为U =0，即短路时的电流，I SC .U∞为I=0，即开路时的路端电压，也就是硅光电池在该入射光强度下的开路电压，曲线上任一点对对应的I 和U 的乘积（在图中则是一个矩形的面积），就是硅光电池在相应负载电阻时的输出功率P .曲线上有一点M ，它的对应I mp 和U mp 的乘积（即图中画斜线的矩形面积）最大.可见，硅光电池仅在它的负载电阻值为U mp 和Imp 值时，才有最大输出功率.这个负载电阻称为最佳负载电阻，用R mp 表示.因此，我们通过研究硅光电池在一定入射光强度下的输出特性，可以找出它在该入射光强度下的最佳负载电阻.它在该负载电阻时工作状态为最佳状态，它的输出功率最大.4.4硅光电池在一定入射光强度下的曲线因子（或填充因子）F ·F曲线因子定义式为F ·F =（U mp I mp ）/（U ∞I SC ）我们知道，在一定入射光强度下，硅光电池的开路电压U ∞和短路电流I SC 是一定的.而U mp 和I mp 分别为硅光电池在该入射光强度下输出功率最大时的电压和电流.可见，曲线因子的物理意义是表示硅光电池在该入射光强度下的最大输出效率.从硅光电池的输出伏安特性曲线来看，曲线因子F ·F 的大小等于斜线矩形的面积（与M 点对应）与矩形I SC U ∞的面积（与M 点对应）之比.如果输出伏安特性曲线越接近矩形，则M 与M ′就越接近重合，曲线因子F · F 就越接近1，硅光电池的最大输出效率就越大.四．实验内容与步骤1. 硅光电池基本常数的测定(1) 测定在一定入射光强度下硅光电池的开路电压U∞和短路电流ISC.调节光源与硅光电池处于适当位置不变.b.测出硅光电池的开路电压U∞c.测出硅光电池的短路电流ISC.(2) 测定硅光电池的开路电压和短路电流与入射光强度的关系.a.光源与硅光电池正对时，测出开路电压U∞1和短路电流ISC1.b.转动硅光电池一定角度（如15o）测出U∞2和ISC2.c.转动硅光电池角度为30o、45o、60o、75o、90o时，测出不同位置下的U∞和ISC.d. 自拟数据表格，并用坐标纸画出ISC—Ө及U∞—Ө曲线.2. 在一定入射光强度下，研究硅光电池的输出特性.保持光源和硅光电池处于适当的位置不变，即保持入射光强度不变.(1) 测量开路电压U∞和短路电流ISC.(2) 分别测出不同负载电阻下的电流I和电压U.(3) 根据U∞、ISC及一系列相应的R、U、I值.填入自拟表格中.(4) 计算在该入射光强度下，与各个R相对应的输出功率P=IU，求出最大输出功率P max，以及相应的硅光电池的最佳负载电阻Rmp、Ump、Imp值.(5) 作P—R及输出伏安特性I—U曲线.(6) 计算曲线因子F·F=（UmpImp）/(U∞ISC).。
硅光电池实验报告
实验是对理论的验证，所以实验也分探究性实 验课验证性实验，我们所做的是探究性的实 验，所以在数据的处理方面，和测试方面更 重要，在数据在绘成表格的时候，是对还是 错就一目了然，而我们组，在做实验的时候， 前几个实验还好，在测E值的时候，测错了， 导致了实验的失败，但正是做错了，才对这 个位置记得深刻!
光生电流 0.01 10.0 20.2 30.4 （uA）
数据处理 数据分析：由图数据可知电流与光照 呈线性关系，而电压则成非线性关系 增加！
硅光电池的光照电流电压特性曲线
光生电流\mA
开路电压 短路电流
400 300 200 100 0 0
70 20 -30 100 200 300 400 500 600 700 光照度\Lx
硅光电池实验报告
程 磊：11012970
刘仁浩：11012330
赵水仙：11012914 实验日期：2012年10月19日 指导教师：王凌波
实验内容
硅光电池短路电路测试实验 硅光电池开路电压测试实验 硅光电池光电特性测试实验 硅光电池伏安特性测试实验 硅光电池负载特性测试实验 硅光电池光谱特性测试实验
以为这组数据比 较多，所以没有 列出
电流（uA)
硅光电池的负载特性 70 60
电流（uA）
50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 光照度（lx） 500 600 700 510 1K 5.1K 10k
数据分析：在同负载的情况下，电流随着光照度的增加，电流也随之增加，当 在光照度相同的时候，在光照度比较小的时候负载对电流的影响不大，超过某 光照度的时候，电阻越小，电路中电流就会明显的比电阻大的电流大
硅光电池响应度 200
响应度
硅光电池特性研究
硅光电池特性研究硅光电池特性研究【实验目的】1.了解硅光电池工作原理2.掌握硅光电池的工作特性。
【实验原理】硅光电池是根据光伏效应而制成的将光能转换成电能的一种器件，它的基本结构就是一个P-N 结。
硅光电池P-N 结的制造，一般是在P 型硅片上扩散磷形成N 型薄层，是N/ P 型电池。
也可在N 型硅片上扩散硼形成P 型薄层，形成P/N 型电池。
光电池是在N（P）型硅基底上扩散P（N）型杂质并作为受光面，构成个P-N 结后，再经过各种工艺处理，分别在基底和光敏面上制作输出电极，涂上二氧化硅作保护膜（一方面起防潮保护作用，另一方面对入射光起抗反射作用），即成硅光电池（图1 所示）。
图 1 硅光电池结构1、P-N 结偏置特性当P 型和N 型半导体材料结合时，由于P 型材料空穴多电子少，而N 型材料电子多空穴少，结果P 型材料中的空穴向N 型材料这边扩散，N 型材料中的电子向P 型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的P 型区出现负电荷，N 型区带正电荷，形成一个势垒。
由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在PN 结两侧形成一个耗尽区，耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。
当PN 结反偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用下变宽，使势垒加强；当PN 结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，使势垒削弱，使载流子扩散运动继续形成电流，这就是PN 结的单向导电性，电流方向是从P 指向N。
图2 所示是半导体PN 结在零偏、反偏、正偏下的耗尽区。
(a)零偏(b) 反偏(c) 正偏图 2 硅光电池PN 结在零偏，反偏和正偏下的耗尽区2、光伏效应当硅光电池PN 结处于零偏或反偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场，当有光照时，电池对光子的本征吸收和非本征吸收都产生光生载流子，但能引起光伏效应的只能是本征吸收所激发的少数载流子。
入射光子将把处于价带中的束缚电子激发到导带，激发出的电子空穴对在内电场作用下分别飘移到N 型区和P 型区，当在PN 结两端加负载时就有一光生电流流过负载。
硅光电池特性研究
硅光电池的主要特性为：
（1）硅光电池的主要参数和照度特性
开路电压曲线。硅光电池在一定的光照条件下的光生电动势称为开路电压，开路电压与入射光照度的特性曲线称为开路电压曲线。
短路电流曲线。在一定光照条件下，光电池被短路时所输出的光电流值称为短路光电流。光电流密度与照度的特性曲线称为短路电流曲线。
图5硅光电池的光谱响应特性曲线
从硅光电池的光谱响应特性曲线可以看出，光电流在波长4000A到6200A的范围内，是随着波长的增长而逐渐的变大。
（二）测量硅光电池的负载特性
1、按图6连接好电路实验装置
图6测量硅光电池负载特性装置图
2、盖住硅光电池的光入射口，把电流计调零。
3、打开He-Ne激光器，正射到硅光电池上，测量不同负载电阻值下的电流和电压值，并将实验数据列于表二
图2 硅光电池的光电特性
1－开路电压特性曲线 2－短路电流特性曲线
（2）硅光电池的负载特性
硅光电池的伏安特性与最佳匹配。随着负载电阻的变化，回路中电流I和硅光电池两端的电压U相应地变化，称为硅光电池的伏安特性。当负载电阻取某一值时，其输出功率最大，这称为最佳匹配，此时所用的电阻称为最佳匹配电阻。
硅光电池的内阻。从理论上可以推导出硅光电池的内阻等于开路电压除以短路电流。可以观察到光照面积不同时，硅光电池的内阻将发生变化。
图4硅光电池温度特性
1－开路电压 2－短路电流
【实验内容和步骤】
（一）测量硅光电池的光谱的响应特性
1.把入射光挡掉，把检流计打到“×1”挡，然后把检流计调到零。
2．点亮白炽灯光源（12V），并把发光灯丝对焦成像在单色议的狭缝上面，使硅光电池接受的光电流不要超过检流计的刻度。
3．以硅光电池为接受接收元件，转动波鼓为：17.8cm，18.0cm，18.2cm，18.4cm，18.6cm，18.8cm，19.0cm，19.2cm，19.4cm，19.6cm，19.8cm，20.0cm，20.4cm，21.0cm，21.4cm，21.8cm，22.6cm，22.8cm。在进行测量前，一定要把波鼓转到17.8的位置，检查光电流是否大小适当，不要超过检流计的量程。
硅光电池基本特性的研究
硅光电池基本特性硅光电池又称光生伏特电池，简称光电池.它是一种将太阳或其他光源的光能直接转换成电能的器件.由于它具有重量轻、使用安全、无污染等特点，在目前世界性能源短缺和环境保护形势日益严峻的情况下，人们对硅光电池寄予厚望.硅光电池很可能成为未来电力的重要来源，同时，硅光电池在现代检测和控制技术中也有十分重要的地位，在卫星和宇宙飞船上都用硅光电池作为电源.图1三. 实验原理1.硅光电池的基本结构.硅光电池用半导体材料制成，多为面结合PN结型，靠PN结的光生伏特效应产生电动势.常见的有硅光电池和硒光电池.在纯度很高、厚度很薄（0.4mm）的N型半导体材料薄片的表面，采用高温扩散法把硼扩散到硅片表面极薄一层内形成P层，位于较深处的N层保持不变，在硼所扩散到的最深处形成PN结.从P层和N层分别引出正电极和负电极，上表面涂有一层防反射膜，其形状有圆形、方形、长方形，也有半圆形.硅光电池的基本结构如图3所示.图32.硅光电池的基本原理当两种不同类型的半导体结合形成PN结时.由于分界层（PN结）两边存在着载流子浓度的突变，必将导致电子从N区向P区和空穴从P区向N区扩散运动，扩散结果将在PN结附近产生空间电荷聚集区，从而形成一个由N区指向P区的内电场.当有光照射到PN结上时，具有一定能量的光子，会激发出电子-空穴对.这样，在内部电场的作用下，电子被拉向N区，而空穴被拉向P区.结果在P区空穴数目增加而带正电，在N区电子数目增加而带负电，在PN结两端产生了光生电动势，这就是硅光电池的电动势.若硅光电池接有负载，电路中就有电流产生.这就是硅光电池的基本原理.单体硅光电池在阳光照射下，其电动势为0.5-0.6V，最佳负荷状态工作电压为0.4-0.5V，根据需要可将多个硅光电池串并联使用.3.硅光电池的光电转换效率硅光电池在实现光电转换时，并非所有照射在电池表面的光能全部被转换为电能.例如，在太阳照射下，硅光电池转换效率最高，但目前也仅达22%左右.其原因有多种，如：反射损失；波长过长的光（光子能量小）不能激发电子空穴对，波长过短的光固然能激发电子-空穴对，但能量再大，一个光子也只能激发一个电子-空穴对；在离PN较远处被激发的电子-空穴对会自行重新复合，对电动势无贡献；内部和表面存在晶格缺陷会使电子-空穴对重新复合；光电流通过PN结时会有漏电等.4. 硅光电池的基本特性4.1 硅光电池的开路电压与入射光强度的关系硅光电池的开路电压是硅光电池在外电路断开时两端的电压，用U∞表示，亦即硅光电池的电动势.在无光照射时，开路电压为零.硅光电池的开路电压不仅与硅光电池材料有关，而且与入射光强度有关，而且与入射光强度有关.在相同的光强照射下，不同材料制做的硅光电池的开路电压不同.理论上，开路电压的最大值等于材料禁带宽度有1/2.例如，禁带宽度为1.1eV的硅做硅光电池，开路电压为0.5-0.6V.对于给定的硅光电池，其开路电压随入射光强度变化而变化.其规律是：硅光电池开路电压与入射光强度的对数成正比，即开路电压随入射光强度增大而增大，但入射光强度越大，开路电压增大得越缓慢.4.2 硅光电池的短路电流与入射光的关系硅光电池的短路电流就是它无负载时回路中电流，用I SC表示.对给定的硅光电池，其短路电流与入射光强度成正比.对此，我们是容易理解的，因为入射光强度越大，光子越多，从而由光子激发的电子-空穴对越多，短路电流也就越大.4.3在一定入射光强度下硅光电池的输出特性当硅光电池两端连接负载而使电路闭合时，如果入射光强度一定，则电路中的电流I和路端电压U均随负载电阻的改变而改变，同时，硅光电池的内阻也随之变化.硅光电池的输出伏安特性曲线如图4所示.图4中，I SC为U=0，即短路时的电流，I SC.U为I=0，即开路时的路端电压，也就是硅光电池在该入射光强度下的开路电压，曲线上任一∞点对对应的I和U的乘积（在图中则是一个矩形的面积），就是硅光电池在相应负载电阻时的输出功率P.曲线上有一点M，它的对应I mp和U mp的乘积（即图中画斜线的矩形面积）最大.可见，硅光电池仅在它的负载电阻值为U mp和Imp值时，才有最大输出功率.这个负载电阻称为最佳负载电阻，用R mp表示.因此，我们通过研究硅光电池在一定入射光强度下的输出特性，可以找出它在该入射光强度下的最佳负载电阻.它在该负载电阻时工作状态为最佳状态，它的输出功率最大.。
大学物理硅光电池光照特性测试,数据excel,表格
大学物理硅光电池光照特性测试,数据excel,表格篇一：武汉职业技术学院光电11302硅光电池特性测试实验报告硅光电池特性测试实验报告组长：杨博组员：付中亮熊鹏郭晓峰指导教师：王凌波实验日期：2012年10月11日2012年10月16日提交日期：2012年11月11 日一、实验目的1、学习掌握硅光电池的工作原理2、学习掌握硅光电池的基本特性3、掌握硅光电池基本特性测试方法4、了解硅光电池的基本应用二、实验内容1、硅光电池短路电路测试实验2、硅光电池开路电压测试实验3、硅光电池光电特性测试实验4、硅光电池伏安特性测试实验5、硅光电池负载特性测试实验6、硅光电池时间响应测试实验三、实验仪器1、硅光电池综合试验仪1个2、光通路组件1只3、光照度计1台4、2#迭插头对10根5、2#迭插头对10根6、三相电源线1根7、实验指导书1本四、注意事项1、当电压表和电流表显示为“1—”是说明超过量程，应更换为合适量程；2、连线之前保证电源关闭；3、实验过程中，请勿同时拨开两种或两种的电源开关，这样会造成实验所测试的数据不准确。
五、实验步骤1、硅光电池短路电流特性测试2、硅光电池开路电压特性测试3、硅光电池光照特性数据分析得：光电池的短路电流与入射光照度成正比，而开路电压与光照度的对数成反比。
4、硅光电池伏安特性(注：电流单位：uA电压单位：mV) 100LX300Lx500Lx0 -10电流（uA）硅光电池伏安特性曲线-20-30 -40 -50 -60数据分析得：在同一照度下，随着电阻的不断增大，硅光电池的电流不断减小，电压不断增大。
5、硅光电池负载特性测试R=510欧R=1K篇二：实验一常用光电子探测器件特性测试实验实验一常用光电子探测器件特性测试实验一.实验目的1.学习掌握光敏电阻、硅光电池、雪崩二极管的工作原理2.学习掌握光敏电阻、硅光电二极管、雪崩二极管的基本特性与测试方法3.了解光敏电阻、硅光电池、雪崩二极管的基本应用二．实验器材光电子探测实验箱、光敏电池、硅光电二极管、光照度计等。
硅电池实验报告结论
硅电池实验报告结论引言硅电池是一种能够将太阳能转换为电能的新型太阳能电池。
它采用了硅材料作为光电转换器，具有高效率和便捷性的特点。
本实验旨在研究硅电池的工作原理和性能特点，并通过实验数据分析得出结论。
实验方法我们采用了一台光电转换效率测试仪来对硅电池进行实验测试。
首先，我们将硅电池置于太阳光源下，并调整仪器使其光强稳定在适宜的范围内。
然后，我们测量了不同条件下硅电池的电压和电流，并记录数据。
实验结果根据实验数据，我们得出以下结论：1. 光强对硅电池性能的影响随着光强的增加，硅电池的输出电流线性增加，但输出电压基本保持稳定。
这说明硅电池的光电转换效率与光强呈正相关关系。
2. 温度对硅电池性能的影响随着温度的增加，硅电池的输出电流逐渐减小，输出电压略微上升。
这是由于高温会增加硅电池内部电阻，降低电流输出。
因此，在实际应用中，应尽量保持硅电池在合适的温度范围内工作，以确保其最佳性能。
3. 硅电池的光电转换效率根据实验数据，我们计算出了硅电池的光电转换效率。
实验结果表明，硅电池的光电转换效率约为20%。
这意味着硅电池可以将入射太阳光的20%转化为电能，具有较高的能量利用率。
4. 硅电池的可靠性和稳定性实验中，我们对硅电池进行了长时间稳定性测试，并观察到其输出电流和电压基本保持稳定。
这表明硅电池具有良好的可靠性和稳定性，能够长期稳定工作。
结论通过本次实验，我们得出以下结论：1. 硅电池的光电转换效率与光强呈正相关关系。
2. 在合适的温度范围内工作，可以保证硅电池的最佳性能。
3. 硅电池的光电转换效率约为20%。
4. 硅电池具有良好的可靠性和稳定性。
综上所述，硅电池是一种光电转换效率高、稳定可靠的太阳能电池。
它的应用前景广阔，可以广泛应用于环境友好型能源领域，并对减少化石燃料的消耗和减少环境污染具有积极的意义。
西南交大硅太阳能电池特性的研究实验报告
西南交大硅太阳能电池特性的研究实验报告
硅光电池基本特性的研究报告
太阳能是一种清洁能源、绿色能源，许多国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究和利用。
硅光电池是一种典型的太阳能电池，在日光的照射下，可将太阳辐射能直接转换为电能，具有性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，转换效率高，能耐高温辐射等一系列优点，是应用极其广泛的一种光电传感器。
因此，在普通物理实验中开设硅光电池的特性研究实验，介绍硅光电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量，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．测量太阳能电池在无光照时的伏安特性曲线;
2.测量太阳能电池在光照时的输出特性，并求其的短路电流Ⅰ
sc 、开路电压Uoc 、最大FF
3.测量太阳能电池的短路电流Ⅰ及开路电压U与相对光强J/.J。
的关系，求出它们的近似函数关系;
[实验原理]
1、硅光电池的基本结构
目前半导体光电探测器在数码摄像、光通信、太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理.
[注意事项]
无识别结果
1.实验测试结果会受到实验室杂散光的影响,使用中尽量保持较
暗的测试环境。
2．连接电路时，保持电源开关断开，以免发生触电事故。
3.改变负载电阻，测量相应的负载电流时，适当安排测量点的分布:在估算的最佳负载电阻值附近的测量点应密，其他测量点可疏。
4.由于各台仪器使用的太阳能电池光电转换效率、白炽灯的发射光谱存在一定的个体差异，而且实验仪器所处的环境亮度不尽相同，这类因素均可能导致各台仪器之间测量结果存在一定差异，但并不影响物理规律的反映。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅光电池特性研究实验报告
硅光电池特性研究实验报告
引言：
随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，寻找可再生能源的替代
方案成为当今科学研究的重要课题之一。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源，备受关注。
硅光电池作为太阳能转换的主要技术之一，其特性研究对于提高太
阳能利用效率具有重要意义。
本实验旨在深入探究硅光电池的特性，并通过实
验结果分析其性能。
材料与方法：
本实验使用了一块普通硅光电池片，通过实验室设备进行光谱分析和电流电压
特性测试。
实验过程中，首先对硅光电池片的光谱响应进行了测试，使用光谱
仪测量了不同波长下的光照强度，并记录下相应的电流输出。
接下来，我们使
用了电流电压源，通过改变电压的大小，测量了硅光电池在不同电压下的电流
输出。
最后，我们利用数据处理软件对实验结果进行了分析和统计。
结果与讨论：
通过光谱响应测试，我们得到了硅光电池在不同波长下的光照强度和相应的电
流输出数据。
实验结果显示，硅光电池对于可见光波长范围内的光照具有较高
的响应能力，而在紫外光和红外光波长范围内的响应较弱。
这一结果与硅光电
池的能带结构有关，可见光波长范围内的光子能量能够激发硅中的电子跃迁，
从而产生电流输出。
而紫外光和红外光波长范围内的光子能量无法充分激发硅
中的电子，因此电流输出较低。
在电流电压特性测试中，我们改变了电压的大小，测量了硅光电池在不同电压
下的电流输出。
实验结果显示，硅光电池的电流输出随电压的增大而增大，但增长趋势逐渐减缓，最终趋于饱和。
这是由于硅光电池的内部电子流动受到电势差的驱动，随着电压的增大，电子流动的驱动力增大，从而导致电流输出的增加。
然而，当电压达到一定值后，由于电子流动的饱和效应，电流增长趋势逐渐减缓，最终趋于稳定。
结论：
通过本实验的研究，我们对硅光电池的特性有了更深入的了解。
硅光电池对于可见光波长范围内的光照具有较高的响应能力，而在紫外光和红外光波长范围内的响应较弱。
此外，硅光电池的电流输出随电压的增大而增大，但增长趋势逐渐减缓，最终趋于饱和。
这些研究结果对于进一步提高硅光电池的效率和性能具有重要意义。
进一步研究：
尽管本实验对硅光电池的特性进行了一定的研究，但仍有许多问题需要进一步探索。
例如，我们可以通过改变硅光电池的材料结构和工艺参数，来优化其性能和效率。
此外，我们还可以研究硅光电池在不同温度和光照条件下的特性变化，以便更好地了解其工作原理和适用范围。
这些进一步的研究将有助于推动硅光电池技术的发展和应用。
结语：
硅光电池作为太阳能转换的重要技术之一，其特性研究对于提高太阳能利用效率具有重要意义。
本实验通过对硅光电池的光谱响应和电流电压特性进行测试和分析，深入探究了其特性和工作原理。
通过这些研究结果，我们可以更好地了解硅光电池的性能和特点，并为进一步的研究和应用提供参考。
希望本实验
的结果能够为硅光电池技术的发展和应用做出一定的贡献。