一、本 太陽能電池基本 IV 特性實驗 1. 實驗目的 1.了解太陽能光伏電池的基本特性參數：開路電壓、短路電流、峰值電壓、峰值電流、峰值功率、填充因子及轉換效率 2.了解太陽能光伏電池的伏安特性及曲線繪制 3.掌握電池特性的測試與計算 2. 實驗設備
光伏太陽能電池特性實驗箱。
3. 實驗原理 （1）開路電壓 Uoc 開路電壓（Open circuit voltage VOC），當將太陽能電池的正負極不接負載、使電流 i=0 時，此時太陽能電池正負極間的電壓就是開路電壓，開路電壓的單位是伏特(V)。單片太陽能電池的開路電壓不隨電池片面積的增減而變化，一般為0.5～0.7V。
（2）短路電流 Isc 短路電流（short-circuit current），當將太陽能電池的正負極短路、使電壓u=0 時，此時的電流就是電池片的短路電流，短路電流的單位是安培(A)，短路電流隨著光強的變化而變化。
（3）峰值電壓 Um 峰值電壓也叫最大工作電壓或最佳工作電壓。峰值電壓是指太陽能電池片輸出最大功率時的工作電壓，峰值電壓的單位是 v。峰值電壓不隨電池片面積的增減而變化，一般為 0.45～0.5v，典型值為 0.48v。
（4）峰值電流 Im 峰值電流也叫最大工作電流或最佳工作電流。峰值電流是指太陽能電池片輸出最大功率時的工作電流，峰值電流的單位是安培(A)。
（5）峰值功率 Pm 峰值功率也叫最大輸出功率或最佳輸出功率。峰值功率是指太陽能電池片正常工作或測試條件下的最大輸出功率，也就是峰值電流與峰值電壓的乘積：Pm=Im×Um。峰值功率的單位是 w(瓦)。太陽能電池的峰值功率取決于太陽輻照度、太陽光譜分布和電池片的工作溫度，因此太陽能電池的測量要在標準條件
下進行，測量標準為歐洲委員會的 101 號標準，其條件是：輻照度 l000W/m2、光譜 AMl.5、測試溫度 25±1℃。
（6）填充因子 FF 填充因子也叫曲線因子，是指太陽能電池的最大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積的比值。計算公式為 FF=Pm/(Isc×Uoc)。填充因子是評價太陽能電池輸出特性好壞的一個重要參數，它的值越高，表明太陽能電池輸出特性越趨于矩形，電池的光電轉換效率越高。串、并聯電阻對填充因子有較大影響，太陽能電池的串聯電阻越小，并聯電阻越大，填充因子的系數越大。填充因子的系數一般在0.5～0.8 之間，也可以用百分數表示。
（7）轉換效率η 轉換效率是指太陽能電池受光照時的最大輸出功率與照射到電池上的太陽能量功率的比值。即：η=Pm(電池片的峰值功率)/S（電池片的面積）×Pin（單位面積的入射光功率），其中 Pin=lkw/m2=100 mw/cm2。
4. 實驗內容與步驟 實驗裝置原理框圖如圖所示，按照圖所示設計測量電路圖，并連接電路。
負載伏安特性測試
連接圖如下：如圖所示，選取組件 2 的端口 103，連接電流表的正極 105，電流表負極 106 和電阻箱上紅色接線柱連接，電阻箱負極的黑色接線柱和組件 2的端口 104 連接，電壓表正極 107 和組件 2 端子 103 連接，電壓表負極 108 和組件 2 端子 104 連接，這樣即連接完成。（103 和 104，分別是組件 2 的正負極）
光源的發光方向正對著太陽能電池組件，打開白色電源，等光源發光亮度穩定后開始測量。
將太陽能光伏組件，電壓表，電流表，負載電阻按照圖示連接成回路，改變電阻阻值，用萬用表分別測量電阻阻值，使阻值由小到大變化。測量流經電阻的電流 I 和電阻上的電壓 V，即可得到該光伏組件的伏安特性曲線。測量過程中輻射光源與光伏組件的距離要保持不變，輻照面積與角度不變化，以保證整個測量過程是在相同條件下進行的。
記錄伏安特性曲線并繪制當前太陽能電池板在當前實驗條件下的功率曲線，找出當前太陽能電池板的最大輸出功率。
白光下的 IV 曲線 電阻 電流 電壓 功率 0 19.69 0.33 6.4977 10 19.28 0.56 10.7968 20 18.87 0.7 13.209 30 18.85 0.85 16.0225 40 17.82 1.08 19.2456 50 16.14 1.68 27.1152 60 15.84 1.82 28.8288 70 15.16 1.98 30.0168 80 14.91 2.1 31.311 90 14.2 2.31 32.802 100 13.6 2.55 34.68 200 11.59 3.16 36.6244 300 10.06 3.59 36.1154 400 8.76 3.91 34.2516 500 7.82 4.15 32.453 600 7 4.34 30.38 700 6.4 4.47 28.608 800 5.85 4.59 26.8515 900 5.26 4.71 24.7746 1000 2.94 5.13 15.0822 2000 2.04 5.29 10.7916 3000 1.55 5.37 8.3235 4000 1.24 5.41 6.7084 5000 1.04 5.44 5.6576 6000 0.9 5.46 4.914 7000 0.79 5.48 4.3292 8000 0.71 5.49 3.8979 9000 0.68 5.51 3.7468 電池板負載電壓與電流的伏安特性表
白光下的 IV 曲線以及各個點的功率曲線 根據測量結果求短路電流 和開路電壓ocU。
計算得短路電流為 20mA,開路電壓為 5.52V 5. 結論：
隨著外電阻的逐漸增大，電流逐漸減小，路端電壓逐漸升高，功率先升高再下降。
scI05101520253035400 1 2 3 4 5 6電流/mA 電壓/V 白光下的IV曲線 白光下的IV曲線 功率
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