光照強(qiáng)度和溫度對(duì)太陽(yáng)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(yáng)能電壓隨光照強(qiáng)度的增加而增加，發(fā)現(xiàn)這個(gè)解釋是錯(cuò)的。下面的東西是借鑒別人的，僅作參考。
太陽(yáng)能電池根據(jù)所用材料的不同，可分為：硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池和有機(jī)太陽(yáng)能電池，其中硅太陽(yáng)能電池是目前發(fā)展最成熟的。
光照強(qiáng)度和溫度影太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換率。本文的實(shí)驗(yàn)在光照強(qiáng)度和溫度變化兩種情況下采用了典型的測(cè)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(shí)驗(yàn)方法
(1)把實(shí)驗(yàn)樣本固定于置放在山上的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。用導(dǎo)線把半導(dǎo)體原件和連接到負(fù)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(qiáng)度和溫度發(fā)生變化，并用風(fēng)扇來輔助控制溫度。
　　(2)首先選取40℃作為參考溫度，在光照強(qiáng)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(qiáng)度在250w/m2條件下，記錄溫度變化的數(shù)據(jù)。
　　(3)選取下一個(gè)樣本重復(fù)步驟2。
　　3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及總結(jié)
　　如圖1所示，對(duì)于多晶硅而言在相同的溫度下，更高的光照強(qiáng)度產(chǎn)生的電流強(qiáng)大越大。但不難看出，不同這時(shí)不同的光照強(qiáng)度對(duì)電壓的變化影響很小。從圖2可以看出，相同日照強(qiáng)度下，溫度變化對(duì)I-V曲線的影響非常有限。

　如圖3、圖4所示，cIs在40℃時(shí)，光照強(qiáng)度對(duì)電流的影響比對(duì)電壓的影響要顯著一些。當(dāng)溫度超過40℃時(shí)，曲線近似重合。

如圖5所示，當(dāng)光照強(qiáng)度為500w/m2時(shí)，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(qiáng)度為750w/時(shí)的電流幾乎是250w/m下的3倍。
　　太陽(yáng)能電池在日照下能把太陽(yáng)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(dǎo)體的導(dǎo)電率：臼照強(qiáng)度和產(chǎn)生的光伏電能之間的緊密關(guān)系。
　　實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于：
　　3.1精度誤差
　　實(shí)驗(yàn)中難以把溫度控制在一個(gè)穩(wěn)定的精度范圍內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)時(shí)所要求的有±3℃的誤差。實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度調(diào)節(jié)的范圍有限，所以這個(gè)誤差就很明顯，在今后的實(shí)驗(yàn)中有待改善
　　3.2實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)度不足
　　改變風(fēng)扇速度和距離之后測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間掌握不夠熟練，這意味著記錄的數(shù)據(jù)只是個(gè)近似值。
　　結(jié)語(yǔ)
　　從以上實(shí)驗(yàn)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?yàn)樗鼈兌际枪栀|(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(duì)于同一材質(zhì)的半導(dǎo)體而言，日照強(qiáng)度比溫度對(duì)IV曲線的影響要顯著。這一結(jié)論表明當(dāng)天氣由晴變?yōu)槎嘣茣r(shí)I-V曲線將產(chǎn)生顯著的變化，盡管這時(shí)溫度只發(fā)生了細(xì)微的變化。

補(bǔ)充：太陽(yáng)能電池開路電壓主要與PN結(jié)的勢(shì)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(qiáng)度關(guān)系不大。

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