光照強度和溫度對太陽能電池性能的影響

ID:99624 · 發(fā)表于 2015-12-27 02:49

看到有些百度有些回答，說太陽能電壓隨光照強度的增加而增加，發(fā)現(xiàn)這個解釋是錯的。下面的東西是借鑒別人的，僅作參考。
太陽能電池根據(jù)所用材料的不同，可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池和有機太陽能電池，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的。
光照強度和溫度影太陽電池的轉(zhuǎn)換率。本文的實驗在光照強度和溫度變化兩種情況下采用了典型的測量方法以記錄了晶體硅和CIS(CuInSe。)的I-V曲線。通過比較數(shù)據(jù)，分析其性能表現(xiàn)。
2 實驗方法
(1)把實驗樣本固定于置放在山上的實驗臺上。用導線把半導體原件和連接到負載，并加入電流表，電壓表鋇《量數(shù)據(jù)。通過改變山體和光源問的距離使光照強度和溫度發(fā)生變化，并用風扇來輔助控制溫度。
　　(2)首先選取40℃作為參考溫度，在光照強度從250w/m2到750w/m2的變化過程中觀察樣本的特性變化。然后保持光照強度在250w/m2條件下，記錄溫度變化的數(shù)據(jù)。
　　(3)選取下一個樣本重復步驟2。
　　3實驗結(jié)果及總結(jié)
　　如圖1所示，對于多晶硅而言在相同的溫度下，更高的光照強度產(chǎn)生的電流強大越大。但不難看出，不同這時不同的光照強度對電壓的變化影響很小。從圖2可以看出，相同日照強度下，溫度變化對I-V曲線的影響非常有限。

　如圖3、圖4所示，cIs在40℃時，光照強度對電流的影響比對電壓的影響要顯著一些。當溫度超過40℃時，曲線近似重合。

如圖5所示，當光照強度為500w/m2時，氣溫從30℃到50℃曲線變化并不顯著。如圖6所示，單晶硅在30℃溫度下，光照強度為750w/時的電流幾乎是250w/m下的3倍。
　　太陽能電池在日照下能把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，但是具體能轉(zhuǎn)化多少電能不僅取決于其自身的材料并且受跟于客觀條件。從以上數(shù)據(jù)不難看出溫度和半導體的導電率：臼照強度和產(chǎn)生的光伏電能之間的緊密關(guān)系。
　　實驗的誤差主要來源于：
　　3.1精度誤差
　　實驗中難以把溫度控制在一個穩(wěn)定的精度范圍內(nèi)。在實驗和實驗時所要求的有±3℃的誤差。實驗時溫度調(diào)節(jié)的范圍有限，所以這個誤差就很明顯，在今后的實驗中有待改善
　　3.2實驗時間長度不足
　　改變風扇速度和距離之后測數(shù)據(jù)時間掌握不夠熟練，這意味著記錄的數(shù)據(jù)只是個近似值。
　　結(jié)語
　　從以上實驗可以得出以F結(jié)論：
　　(1)單晶硅和多晶硅的性能相似，這是因為它們都是硅質(zhì)材料，二者間的不同表現(xiàn)源于它們不同的晶體結(jié)構(gòu)。
　　(2)對于同一材質(zhì)的半導體而言，日照強度比溫度對IV曲線的影響要顯著。這一結(jié)論表明當天氣由晴變?yōu)槎嘣茣rI-V曲線將產(chǎn)生顯著的變化，盡管這時溫度只發(fā)生了細微的變化。

補充：太陽能電池開路電壓主要與PN結(jié)的勢壘電壓相關(guān)，在低溫和高光照的情況下，開路電壓接近Vd，因此PN結(jié)摻雜度越大，開路電壓也就越大，與光照強度關(guān)系不大。

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