燃料電池(修)-資料下載頁
2025-08-04 17:33本頁面
【正文】 ，Iph為與入射光的強度成正比的光生電流，其比例系數(shù)是由太陽電池的結(jié)構(gòu)和材料的特性決定的。n稱為理想系數(shù)（n值），是表示pn結(jié)特性的參數(shù)，通常在1~2之間。q為電子電荷，kB為波爾茨曼常數(shù)，T為溫度。 如果忽略太陽電池的串聯(lián)電阻Rs，VD即為太陽電池的端電壓V，則（1）式可寫為 （2）當(dāng)太陽電池的輸出端短路時，V = 0（VD ≈ 0），由（2）式可得到短路電流 （3）即太陽電池的短路電流等于光生電流，與入射光的強度成正比。當(dāng)太陽電池的輸出端開路時，I = 0，由（2）和（3）式可得到開路電壓 （4）當(dāng)太陽電池接上負(fù)載R時，所得的負(fù)載伏–安特性曲線如圖3所示。負(fù)載R可以從零到無窮大。當(dāng)負(fù)載Rm使太陽電池的功率輸出為最大時，它對應(yīng)的最大功率Pm為 （5）式中Im 和Vm分別為最佳工作電流和最佳工作電壓。將Voc與Isc的成積與最大功率Pm之比定義為填充因子FF，則 （6）FF為太陽電池的重要表征參數(shù)，F(xiàn)F愈大則輸出的功率愈高。FF取決于入射光強、材料的禁帶寬度、理想系數(shù)、串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻等。圖3 太陽電池的伏–安特性曲線 太陽電池的轉(zhuǎn)換效率h 定義為太陽電池的最大輸出功率與照射到太陽電池的總輻射能Pin之比，即 （7）d) 太陽電池的等效電路 太陽電池可用pn結(jié)二極管D、恒流源Iph、太陽電池的電極等引起的串聯(lián)電阻Rs和相當(dāng)于pn結(jié)泄漏電流的并聯(lián)電阻Rsh組成的電路來表示，如圖4所示，該電路為太陽電池的等效電路。由等效電路圖可以得出太陽電池兩端的電流和電壓的關(guān)系為 （8）為了使太陽電池輸出更大的功率，必須盡量減小串聯(lián)電阻Rs，增大并聯(lián)電阻Rsh。圖4 太陽電池的等效電路【實驗內(nèi)容】a) 將太陽能光伏組件，數(shù)字萬用表，負(fù)載電阻通過接線板連接成回路，改變負(fù)載電阻R（100Ω，1kΩ，10kΩ），測量流經(jīng)負(fù)載的電流I和負(fù)載上的電壓 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，以保證整個測量過程是在相同光照強度下進行的。b) 用坐標(biāo)紙或計算機繪圖軟件畫出不同條件下：（1） 光伏組件的伏–安特性曲線；（2） 光伏組件的輸出功率P隨負(fù)載電壓 V的變化；（3） 光伏組件的輸出功率P隨負(fù)載電阻R 的變化。確定不同條件下光伏組件的短路電流Isc，開路電壓Voc，最大功率Pm，最佳工作電流Im、工作電壓Vm及負(fù)載電阻Rm，填充因子FF，并將這些實驗數(shù)據(jù)列在同一表格內(nèi)進行比較?！咀⒁馐马棥?．輻射光源的溫度較高，應(yīng)避免與燈罩接觸。2．輻射光源的供電電壓為220V，應(yīng)小心觸電。
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