太陽能電池特性測定實驗報告
一、實驗目的
1、了解太陽電池的基本結構及基本原理
2、研究太陽電池的基本特性：太陽電池的開路電壓和短路電流以及它們與入射光強度的關系；太陽電池的輸出伏安特性等。
二、實驗儀器
YJ-TYN-1太陽電池基本特性測量儀、光源、負載電阻箱
三、實驗原理
1、太陽電池基本結構
太陽電池用半導體材料制成，多為面結合PN結型，靠PN結的光生伏特效應產生電動勢。常見的有太陽電池和硒光電池。
在純度很高、厚度很薄（0.4mm）的N型半導體材料薄片的表面，采用高溫擴散法把硼擴散到硅片表面極薄一層內形成P層，位于較深處的N層保持不變，在硼所擴散到的最深處形成PN結。從P層和N層分別引出正電極和負電極，上表面涂有一層防反射膜，其形狀有圓形、方形、長方形，也有半圓形。
2、太陽電池的基本原理
當兩種不同類型的半導體結合形成PN結時，由于分界層（pn結）兩邊存在著載流子濃度的突變，必將導致電子從N區向P區和空穴從P區向N區擴散運動，擴散結果將在PN結附近產生空間電荷聚集區，從而形成一個由N區指向P區的內電場。當有光照射到PN結上時，具有一定能量的光子，會激發出電子-空穴對。這樣，在內部電場的作用下，電子被拉向N區，而空穴被拉向P區。結果在P區空穴數目增加而帶正電，在N區電子數目增加而帶負電，在PN結兩端產生了光生電動勢，這就是太陽電池的光生電壓。若太陽電池接有負載，電路中就有電流產生。這就是太陽電池的基本工作原理。
單體太陽電池在陽光照射下，其電動勢為0.5~0.6V，最佳負荷狀態工作電壓為0.4~0.5V，根據需要可將多個太陽電池串并聯使用。
3、太陽電池的光電轉換效率
太陽電池在實現光電轉換時，并非所有照射在電池表面的光能全部被轉換為電能。例如，在太陽照射下，太陽電池轉換效率最高，但目前也僅達22%左右。其原因有多種，如：反射損失；波長過長的光（光子能量小）不能激發電子空穴對，波長過短的光固然能激發電子空穴對，但能量再大，一個光子也只能激發一個電子空穴對；在離PN結較遠處被激發的電子空穴對會自行重新復合，對電動勢無貢獻；內部和表面存在晶格缺陷會使電子空穴對重新復合；光電流通過PN結時會有漏電等。
4、 太陽電池的基本特性
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