太陽能電池的特性測量與應用

(哈爾濱工程大學 物理實驗教學中心)

太陽能電池的特性測量與應用

(哈爾濱工程大學 物理實驗教學中心)

1 主要內容

由太陽能電池封裝成太陽電池組件，再按需要將1塊以上的組件組合成一定功率的太陽電池方陣，經與儲能裝置、測量控制裝置及直流-交流變換裝置等相配套，即構成太陽電池發電系統，也稱之為光伏發電系統(圖1).

圖1 實驗裝置圖

開設該實驗的目的是讓學生掌握太陽能電池的特性，了解太陽能電池的應用，通過具體的應用設計，提高學生的興趣. 實驗內容(3學時)包括：

1)測量不同照度下太陽能電池的伏安特性、開路電壓U0和短路電流Is；

2)在不同照度下，測定太陽能電池的輸出功率P和負載電阻R的函數關系；

3)確定太陽能電池的最大輸出功率Pmax以及相應的負載電阻Rmax和填充因數；

4)測量太陽能電池的光電轉換效率；

5)太陽能電池的應用設計.

2 創新點

實驗儀器由中心自行研制，具有分立式、模塊化的特點. 由學生自己組裝，自己連接，自己調試. 太陽能電池作為光電轉換器件，人們最關心的是光電轉換效率，即有多少光能轉換為電能，國內同類的儀器測量的結果不是偏大到40%，就是偏小到10%以下，我們很好地解決了這一問題，測量值為16%～20%.

3 主要成效

通過該實驗，增加了學生對太陽能電池特性的認識和理解，增加了學生動手和思考的機會，通過應用設計，啟發學生的創新意識. 學過實驗后，可以擴展設計太陽能臺燈、太陽能充電器、太陽能溫度計和太陽能溫度報警器；也可以作為電表的改裝與校準、自組電橋測電阻實驗的太陽能電源.該儀器已被國內10多所高校使用，反饋效果良好.

(執筆：孫晶華)