1. 개요

태양에너지는 일종의 신형의 에너지로서 태양에네르기를 충분히 리용하면 인류의 날로 늘어나는 에너지수요문제를 해결할수 있다.현재 태양에너지의 이용은 주로 열에너지와 태양광발전 두 방면에 집중되어 있다.태양에네르기를 리용하여 발전하려면 현재 두가지 방법이 있는데 하나는 열에네르기를 리용하여 증기를 발생시켜 발전기를 구동하여 발전하는것이고 다른 하나는 태양에네르기전지이다.태양에너지의 이용과 태양전지의 특성 연구는 21세기의 인기 과제로 많은 선진국들이 대량의 인력과 물력을 투입하여 태양에너지 수신기를 연구하고 있다.이 실험은 태양전지의 전기적 성질과 광학적 성질을 소개하고 두 가지 성질을 측정한다.

2. 기술지표
이 시험기는 전문광원을 채용하여 실험실에서 태양광을 모의하고 4개의 태양전지판을 미끄럼레일에 설치한다.태양복사계를 통해 빛의 출력을 측정하면 태양전지의 볼트암페어 특성과 전환 효율을 측정할 수 있다.
구체적인 기술 지표:
1. 태양 아날로그 광원: 교류 220V/150W;
2. 태양전지: 폴리실리콘 60mm×60mm×0.3W×4장,
3.각 회로 전압: 3.78V, 단락 전류 80mA;
4.직류 안정 전원: 0~2.5V 연속 조정 가능;
5.태양 복사 센서: 테스트 출력: 0~2000W/m2 스펙트럼 범위: 320nm~1100nm 정밀도가 5% 미만이면 아날로그 광원에서 측정할 수 있고 실외 태양 아래에서 태양 복사 값을 측정할 수 있어 학생들이 태양 복사 효율을 더 잘 파악할 수 있다.
6.직류 디지털 전압계: 0~20V, 3자리 반수 명시, 정밀도 ±0.5%;
7. 직류 디지털 전류계: 0~200mA, 정밀도: ±0.5%;
8. 부하 저항: 0~9999º;
9. 광원 브래킷은 모두 스테인리스강 재료이고 본체는 알루미늄과 금상자식 구조로 휴대하기 편리하다.

3. 실험 프로젝트
1. 빛이 없을 때 태양전지의 볼트암페어 특성 테스트;
2. 태양전지 회로 전압, 단락 전류와 빛의 강도의 관계 테스트;
3. 태양전지 부하 특성과 전환 효율 테스트;
4. 태양전지의 직렬, 병렬 실험;
5.실외 태양 복사의 측정 방법 실험.

4. 실험원리
태양전지의 주요 구조는 PN매듭이다.이상적인 PN매듭의 전류와 전압 관계는 하식(1)으로 제공됨

식에서 I0은 빛이 없을 때의 역포화전류이고 U는 결상된 전압이며 e는 전자전하이고 k는 볼츠만 상량이며 T는 열역학온도를 표시하며 명령할수 있다.태양 전지 표면의 PN 매듭에 빛이 비출 때, 입사 광자의 에너지가 반도체 재료의 금지 대역 너비보다 크면 광자는 태양 전지에 흡수되어 전자-빈 구멍 쌍을 생성합니다.태양전지가 출력하는 순전류 I는 광생전류 IPh와 양극관 전류 Id의 차이이며, 순전류 I는 하식으로 제공된다

태양전지의 출력단이 단락되었을 때, 즉 U = 0은 (2) 식으로 단락전류 ISC = IPh를 얻을 수 있다;태양전지의 출력단이 길을 열었을 때, 즉 I = 0은 길을 여는 전압 UOC를 밀어낼 수 있다.정상 작동 시 IPh는 I0보다 몇 단계 높으므로 (2) 괄호의 1은 무시할 수 있습니다.
태양전지에 부하저항이 연결되면 태양전지의 출력전압과 전류는 부하저항의 변화에 따라 변화한다. 부하저항 R이 어느 한 값에 있을 때 태양전지의 출력은 최대, 즉 최대출력이다. 이때 대응하는 전압은 Um이고 전류는 Im이며 Pm = Im * Um이 있다.채우기 계수는 다음과 같이 정의됩니다.

태양전지의 성능의 우열을 나타내는 중요한 매개 변수이다.어떤 상태의 값이 클수록 태양전지는 마땅히 부하해야 할 저항상황에서 빛에 대한 리용률이 높다는것을 말해준다.