I. ภาพรวม

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานชนิดใหม่ที่การใช้พลังงานแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่สามารถแก้ปัญหาความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของมนุษย์ ปัจจุบันการใช้พลังงานแสงอาทิตย์มุ่งเน้นไปที่พลังงานความร้อนและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลัก การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันมี 2 วิธี คือ การนำพลังงานความร้อนมาสร้างไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และ โซลาร์เซลล์ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์และการวิจัยลักษณะของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นประเด็นร้อนในศตวรรษที่ 21 ประเทศที่พัฒนาแล้วหลายประเทศกําลังลงทุนกําลังคนและทรัพยากรวัสดุจํานวนมากในการวิจัยเครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์ การทดลองนี้แนะนำคุณสมบัติทางไฟฟ้าและคุณสมบัติทางแสงของเซลล์แสงอาทิตย์และวัดคุณสมบัติทั้งสอง

ครั้งที่สอง ตัวชี้วัดทางเทคนิค
เครื่องทดสอบนี้ใช้แหล่งกำเนิดแสงระดับมืออาชีพเพื่อจำลองแสงอาทิตย์ในห้องปฏิบัติการและแผงเซลล์แสงอาทิตย์สี่แผงติดตั้งอยู่บนรางเลื่อน การวัดพลังงานแสงผ่านเครื่องวัดรังสีแสงอาทิตย์สามารถวัดลักษณะโวลต์แอมป์และประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์
ดัชนีทางเทคนิคเฉพาะ:
1. แหล่งกำเนิดแสงจำลองแสงอาทิตย์: AC 220V / 150W;
2. เซลล์แสงอาทิตย์: โพลีซิลิคอน 60 มม. × 60 มม. × 0.3 วัตต์× 4 ชิ้น;
3. แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดแต่ละชิ้น: 3.78V, กระแสลัดวงจร 80mA;
4. แหล่งจ่ายไฟควบคุม DC: 0 ~ 2.5V ปรับได้อย่างต่อเนื่อง
5. เซ็นเซอร์รังสีแสงอาทิตย์: กำลังทดสอบ: 0 ~ 2000W / m2 ช่วงสเปกตรัม: 320nm ~ 1100nm ความแม่นยำน้อยกว่า 5% สามารถวัดภายใต้แหล่งกำเนิดแสงอะนาล็อกนอกจากนี้ยังสามารถวัดค่ารังสีแสงอาทิตย์ภายใต้แสงแดดกลางแจ้งเพื่อให้นักเรียนเข้าใจประสิทธิภาพการฉายรังสีแสงอาทิตย์ได้ดีขึ้น
6. โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล DC: 0 ~ 20V, ตัวบ่งชี้การแสดงผลดิจิตอลสามหลัก, ความแม่นยำ± 0.5%;
7. DC แอมป์มิเตอร์ดิจิตอล: 0 ~ 200mA, ความถูกต้อง: ± 0.5%;
8. ความต้านทานโหลด: 0 ~ 9999Ω;
9. ผู้ถือแหล่งกำเนิดแสงเป็นวัสดุสแตนเลสทั้งหมดและเครื่องหลักเป็นอลูมิเนียมและโครงสร้างกล่องทองสะดวกในการพกพา

III. โครงการทดลอง
1. การทดสอบคุณสมบัติแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์เมื่อไม่มีแสง
2. การทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์กระแสลัดวงจรและความเข้มของแสง
3. ลักษณะการโหลดของเซลล์แสงอาทิตย์และการทดสอบประสิทธิภาพการแปลง
4, อนุกรมการทดลองขนานของเซลล์แสงอาทิตย์;
5. การทดลองวิธีการวัดรังสีแสงอาทิตย์กลางแจ้ง

IV. หลักการทดลอง
โครงสร้างหลักของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นปม PN ความสัมพันธ์ปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าของปม PN ในอุดมคติจะได้รับจากชนิดล่าง (1)

ในสูตร I0 เป็นกระแสอิ่มตัวย้อนกลับเมื่อไม่มีแสง U คือแรงดันไฟฟ้าบนนอต e คือประจุอิเล็กตรอน k เป็นค่าคงที่ของ bolzmann T หมายถึงอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์สามารถรีม เมื่อแสงส่องลงบนนอต PN บนพื้นผิวของเซลล์แสงอาทิตย์ตราบใดที่พลังงานของโฟตอนที่ตกออกมามีขนาดใหญ่กว่าความกว้างเทปต้องห้ามของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์โฟตอนจะถูกดูดซึมโดยเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตคู่อิเล็กตรอน - โพรง กระแสสุทธิของเซลล์แสงอาทิตย์เอาท์พุท I คือความแตกต่างระหว่าง IPh ปัจจุบันแสงและ Id ปัจจุบันสองขั้วและกระแสสุทธิผมให้โดยล่าง

เมื่อปลายเอาท์พุทของเซลล์แสงอาทิตย์ลัดวงจรนั่นคือ U = 0 โดย (2) ประเภทสามารถรับกระแสลัดวงจร ISC = IPh; เมื่อสิ้นสุดการส่งออกของเซลล์แสงอาทิตย์เปิดวงจรนั่นคือ I = 0 แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด UOC สามารถผลักดันได้ เมื่อทำงานปกติ IPh จะสูงกว่า I0 หลายระดับดังนั้น 1 ในวงเล็บ (2) สามารถมองข้ามได้
เมื่อเซลล์แสงอาทิตย์เชื่อมต่อความต้านทานโหลดแรงดันขาออกและกระแสของเซลล์แสงอาทิตย์จะเปลี่ยนไปตามความต้านทานโหลดเมื่อความต้านทานโหลด R ในค่าที่กำหนดกำลังขับของเซลล์แสงอาทิตย์คือสูงสุดนั่นคือกำลังขับสูงสุดให้แรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันในเวลานี้คือ Um ปัจจุบันคือ Im มี Pm = Im * Um ปัจจัยการบรรจุถูกกำหนดให้เป็น

เป็นพารามิเตอร์สำคัญที่แสดงถึงประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีและไม่ดี ยิ่งค่าในสถานะใดสถานะหนึ่งแสดงว่าการใช้ประโยชน์จากแสงของเซลล์แสงอาทิตย์ภายใต้สถานการณ์ที่ควรมีความต้านทานต่อการโหลด