I. Visão geral

A energia solar é um novo tipo de energia e o uso pleno da energia solar pode resolver a crescente necessidade humana de energia. Atualmente, o uso da energia solar se concentra principalmente em energia térmica e geração de energia fotovoltaica. Atualmente, existem dois métodos para gerar energia solar, um é o uso de energia térmica para gerar eletricidade de geradores acionados por vapor e o segundo é a energia solar. O uso da energia solar e a investigação das propriedades das células solares são temas quentes no século XXI, e muitos países desenvolvidos estão investindo uma grande quantidade de força humana e material para pesquisar os receptores solares. Este experimento descreve as propriedades elétricas e ópticas das células solares e mede ambas as propriedades.

Indicadores técnicos
Este tester usa uma fonte de luz profissional para simular a luz solar em laboratório, com quatro painéis solares instalados em um guia deslizante. Medir a potência da luz através de um radiometro solar permite medir o voltante e a eficiência de conversão das células solares.
Indicadores técnicos específicos:
Fonte de luz analógica solar: AC 220V / 150W;
2. Células solares: silicio policristalino 60mm x 60mm x 0.3W x 4 fichas;
Tensão por circuito aberto: 3.78V, corrente de curto-circuito 80mA;
Fonte de alimentação reguladora de corrente contínua: 0 ~ 2.5V ajustável contínuamente;
Sensor de radiação solar: potência de teste: 0 ~ 2000W / m2 faixa espectral: 320nm ~ 1100nm precisão inferior a 5%, pode ser medido sob a fonte de luz analógica e pode medir o valor da radiação solar sob o sol ao ar livre, para que os alunos compreendam melhor a eficiência da radiação solar.
6. medidor de tensão digital de corrente contínua: 0-20V, indicação de meio de três dígitos, precisão ± 0,5%;
Medidor de corrente digital de corrente contínua: 0 ~ 200mA, precisão: ± 0,5%;
Resistência de carga: 0-9999Ω;
O suporte de fonte de luz é totalmente de aço inoxidável, o anfitrião é estrutura de alumínio e caixa de ouro, fácil de transportar.

III. Projetos experimentais
1, teste de propriedades voltantes de células solares sem iluminação;
2, teste de relação entre a tensão de circuito aberto da célula solar, a corrente de curto-circuito e a intensidade da luz;
3, características de carga de células solares e teste de eficiência de conversão;
4, série de células solares, experimentos paralelos;
Experimentos de medição da radiação solar ao ar livre.

IV. Princípios experimentais
A estrutura principal das células solares é o nó PN. A relação entre corrente e tensão do nó PN ideal é dada pela fórmula (1)

Na fórmula, I0 é a corrente saturada inversa quando não há luz, U é a tensão no nó, e é a carga elétrica, k é a constante de Boltzmann, e T representa a temperatura termodinâmica. Quando a luz é irradiada no nó PN da superfície da célula solar, desde que a energia dos fótons entrantes seja maior do que a largura de banda proibida do material semicondutor, os fótons serão absorvidos pela célula solar e gerarão pares de eletrões-buracos. A corrente líquida I da saída da célula solar é a diferença entre a corrente fotobiológica IPh e a corrente Id do diodo, a corrente líquida I é dada pela fórmula abaixo

Quando a saída da célula solar é curto-circuitada, ou seja, U = 0, a corrente de curto-circuito ISC = IPh pode ser obtida pelo tipo (2); Quando a saída da célula solar está aberta, ou seja, I = 0, a tensão de circuito aberto UOC pode ser empurrada. Em funcionamento normal, o IPh é várias ordens de quantidade mais alto do que I0, portanto, 1 entre parênteses (2) pode ser ignorado.
Quando a célula solar é ligada à resistência de carga, a tensão e a corrente de saída da célula solar variam com a mudança da resistência de carga, quando a resistência de carga R está em um determinado valor, a potência de saída da célula solar é a máxima, ou seja, a potência máxima de saída, a tensão correspondente é Um, a corrente é Im, Pm = Im * Um. O fator de preenchimento é definido como

É um parâmetro importante para representar o desempenho das células solares. Quanto maior for o valor em um determinado estado, maior será a utilização da luz pela célula solar no caso da resistência à carga.